Conception et réalisation matérielle de circuits biomimétiques anti-interférences basés sur la synchronisation neuronale

Chaojun CHEN ,  

Shutong CHEN ,  

Yun MA ,  

Junxi ZHU ,  

Chenxi ZHAO ,  

Quanlin GUO ,  

Dezhi GOU ,  

Abstract

Les systèmes de circuits traditionnels ont généralement une capacité limitée à supprimer les perturbations présentant des caractéristiques temporelles fortes. Un cadre biomimétique anti-interférences basé sur le mécanisme de synchronisation neuronale est proposé. En comparant la stabilité de la synchronisation, le décalage énergétique et la réalisabilité matérielle des réseaux Hodgkin–Huxley (HH) et Izhikevich (IZH) à différentes topologies sous perturbations externes, les modèles neuronaux sont combinés aux topologies des réseaux neuronaux pour établir un système d’évaluation unifié des circuits biomimétiques anti-interférences. Les résultats de simulation montrent que, sous un fort couplage, le réseau HH présente une robustesse plus élevée avec un indice de synchronisation proche de 1,0 et un décalage énergétique relatif inférieur à celui du réseau IZH. La topologie du petit monde possède la meilleure tolérance aux perturbations, tandis que la topologie en chaîne montre la robustesse la plus faible dans les deux modèles. Les résultats matériels indiquent que le réseau IZH réduit considérablement la consommation des ressources des tables de consultation, et que les circuits HH et IZH maintiennent une décharge rythmique et une intégrité de la forme d’onde sous une perturbation en onde carrée de 20 mV. Ces résultats démontrent que le mécanisme de synchronisation neuronale offre un mécanisme efficace et pratiquement réalisable pour la conception de circuits adaptatifs anti-interférences.

Keywords

anti-interférences biomimétiques; dynamique de synchronisation neuronale; modèles de réseaux HH/IZH; réalisation matérielle

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