秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電路實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、秀麗線蟲是一種重要的模式生物，目前已被廣泛的應(yīng)用到如遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等眾多研究領(lǐng)域。在秀麗線蟲的研究中，秀麗線蟲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究是一個(gè)重要方向。秀麗線蟲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于結(jié)構(gòu)簡單、功能行為豐富已成為研究機(jī)器智能的重要平臺(tái)。
　　秀麗線蟲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究主要可分為理論研究、應(yīng)用研究和實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究。其中，秀麗線蟲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)目前主要是通過軟件仿真的方法。相比于軟件實(shí)現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實(shí)現(xiàn)更能充分發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行信息處理、分布式存儲(chǔ)的

2、優(yōu)點(diǎn)，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用化研究更具現(xiàn)實(shí)意義。因此，本論文提出采用模擬電路這種硬件實(shí)現(xiàn)方法來實(shí)現(xiàn)秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模擬線蟲的回撤功能行為。本文的主要工作如下:
　　(1)介紹了秀麗線蟲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)以及研究狀況;對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究;了解了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基本組成;并重點(diǎn)介紹了秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其常見的網(wǎng)絡(luò)模型。
　　(2)對秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了具體電路實(shí)現(xiàn)。首先，以模塊化方式對神經(jīng)元的突觸電路、s

3、igmoid處理函數(shù)電路分別進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這些電路通過電路仿真軟件HSPICE對電路的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證;然后，以電路模塊的方式組建構(gòu)造實(shí)現(xiàn)秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
　　(3)以秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件電路為基礎(chǔ)，對秀麗線蟲回撤行為進(jìn)行模擬，驗(yàn)證秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路實(shí)現(xiàn)的正確性。為獲取電路仿真優(yōu)化參數(shù)，設(shè)計(jì)了CMMS粒群算法用于優(yōu)化秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。HSPICE仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的秀麗線蟲感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路模型能夠?qū)崿F(xiàn)回撤行為，同時(shí)