Diseño e implementación de hardware de circuitos antiinterferencias biomiméticos basados en sincronización neuronal

Chaojun CHEN ,  

Shutong CHEN ,  

Yun MA ,  

Junxi ZHU ,  

Chenxi ZHAO ,  

Quanlin GUO ,  

Dezhi GOU ,  

Abstract

Los sistemas de circuitos tradicionales suelen tener una capacidad limitada para suprimir perturbaciones con características temporales marcadas. Se propone un marco biomimético antiinterferencias basado en un mecanismo de sincronización neuronal. Comparando la estabilidad de la sincronización, la desviación de energía y la factibilidad de implementación hardware de las redes Hodgkin–Huxley (HH) y Izhikevich (IZH) con diferentes topologías bajo interferencias externas, se combinan los modelos neuronales con la topología de la red neuronal para establecer un sistema de evaluación unificado para circuitos antiinterferencias biomiméticos. Los resultados de simulación muestran que, bajo condiciones de acoplamiento fuerte, la red HH exhibe una mayor robustez, con un índice de sincronización cercano a 1.0 y una desviación relativa de energía inferior a la de la red IZH. La topología del mundo pequeño tiene la mejor tolerancia a perturbaciones, mientras que la topología en cadena muestra la robustez más baja en ambos modelos. Los resultados de implementación del hardware indican que la red IZH puede reducir significativamente el consumo de recursos de la tabla de búsqueda, y que los circuitos HH e IZH pueden mantener descargas rítmicas e integridad de la forma de onda bajo interferencias de ondas cuadradas de 20 mV. Estos resultados indican que el mecanismo de sincronización neuronal proporciona un mecanismo efectivo y factible para el diseño de circuitos antiinterferencias adaptativos.

Keywords

antiinterferencias biomiméticas; dinámica de sincronización neuronal; modelos de redes HH/IZH; implementación de hardware

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