02 خرداد 1403
رضا همتي

رضا همتی

مرتبه علمی: استاد
نشانی: کرمانشاه-بزرگراه امام خمینی(ره)-دانشگاه صنعتی کرمانشاه - دانشکده مهندسی برق- مهندسی برق (گرایش های قدرت و کنترل)
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی برق قدرت
تلفن: 083-38305001
دانشکده: دانشکده مهندسی برق

مشخصات پژوهش

عنوان
پیاده سازی سخت افزاری شبکه های عصبی بیولوژیک (اسپایکی) بر روی بردهای با قابلیت پیکره بندی FPGA با تمرکز برمدل موریس لکار
نوع پژوهش پایان نامه
کلیدواژه‌ها
شبکه های عصبی بیولوژیک، پیاده سازی سخت افزاری، FPGA
پژوهشگران رضا همتی ()، احمد غیاثی (دانشجو)، عبدالحمید زاهدی (استاد راهنمای اول)

چکیده

در سال های اخیر، مطالعه رفتار سیستم عصبی مغز انسان وتلاش هایی برای رسیدن به یک طراحی سخت افزاری برای شبیه سازی آن انجام گرفته است بنا براین شبیه سازی وپیاده سازی سیستمی که بتواند رفتار شبکه های عصبی بیولوژیک را تا حد قابل قبولی دنبال کند یک نیاز ضروری است.حال برای طراحی چنین سیستمی باید دید که از چه بخش هایی ساخته شده است بلوک های پایه سازنده شبکه های عصبی بیولوژیک را نورون ها تشکیل می دهند که تعداد آنها بسیار زیاد است از گذشته تا به امروز مدل های مختلفی برای نورون ها به عنوان واحد های محاسباتی مغز و به تبع آن شبکه های عصبی بیولوژیک ارایه شده است یک نسل جدید از شبکه های عصبی بیولوژیک که امروزه بسیار مورد توجه قرار دارند ، شبکه های پالسی یا اسپایکی می باشند. شبکه های عصبی اسپایکی ، دینامیک نورون های بیولوژیکی را به خوبی مدل می کنند که به عنوان ابزار های قوی برای آنالیز فرآیند های مغز مانند پردازش اطلاعات عصبی، تطبیق پذیری ویادگیری و راه حل هایی برای طیف وسیعی از مشکلات مهندسی مانند پردازش سریع سیگنال، طبقه بندی،تشخیص گفتار وسایر موارد ارایه می دهندو وهمچنین این شبکه ها به طراحی پردازنده های کارآمدتر وربات های دقیق کمک می کند این قبیل کاربردهای این بخش از نورومورفیک را برای محققان این گونه محبوب ساخته است شبکه های عصبی اسپایکی خود نیز دارای مدل های نورونی مختلفی می باشند در این نوع شبکه ها رفتار نورون های شبکه های بیولوژیکی توسط معادلات دیفرانسیل معمولی مدل می شود که به طور کلی درمدل کردن فعالیت های نورونی، رویکرد های متفاوتی وجود دارد که در این بین می توان به طراحی و پیاده سازی مدلهای نورونی ایژیکویچ، فیتزهاگ، ادکس، هیندمارش رز، هاچکین هاکسلی و غیره طی سالهای اخیر اشاره کرد. یکی دیگر از این مدل ها، مدل Morris-Lecar است که متشکل از دو معادله دیفرانسیل است و تعدادی تابع داخلی است. این مدل شامل معادلات غشا با فعال سازی جریان کلسیم آنی ویک معادله اضافی برای فعال سازی کندتر جریان پتانسیم می باشدکه این معادلات به صورت زیر تعریف می شوند: C dV/dt=I-g_L (V-V_L )-g_Cα m_∞ (V)(V-V_Cα )-g_K n(V- V_K ) dn/dt=λ(V)(n_∞ (V)-n) در این پایان نامه، ابتدا موضوع شبکه های عصبی از جنبه بیولوژیک بررسی می شود،و در مورد نحوه عملکرد این واحدها وشبکه های عصبی اسپایکی توضیح داده خواهد شدوسپس در