[發(fā)明專利]一種基于憶阻的二階阻尼情感電路

有效

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• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112953458B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 孫軍偉;肖蕭;趙藝芳;王洋洋;楊建領;燕奕霖;單占江;王延峰;王妍;凌丹;劉鵬;王英聰;方潔;劉娜;余培照;栗三一
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業(yè)大學
• 主分類號: H03H11/04
• 分類號: H03H11/04
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權代理有限公司 41125
• 代理人: 栗改

本發(fā)明提出了一種基于憶阻的二階阻尼情感電路，包括感知器模塊、情感產(chǎn)生與演化模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡模塊，感知器模塊與輸入信號相連接，感知器模塊是基于憶阻的二階阻尼系統(tǒng)搭建的、且用來產(chǎn)生模擬人體的實時感知和感覺適應能力的感知強度；所述感知器模塊分別和情感產(chǎn)生與演化模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡模塊相連接，情感產(chǎn)生與演化模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡模塊相連接；所述情感產(chǎn)生與演化模塊將感知器模塊產(chǎn)生的感知強度轉化為不同人格的情感趨向，所述神經(jīng)網(wǎng)絡模塊將情感趨向收斂成不同的情緒信號，產(chǎn)生相應的姿態(tài)。本發(fā)明利用憶阻器和二階阻尼系統(tǒng)模擬了人體的感知強度，實現(xiàn)了對外界刺激的實時感知和感覺適應，體現(xiàn)出個體的差異性，具有一定的實際意義。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)模電路的技術領域，尤其涉及一種基于憶阻的二階阻尼情感電路。

背景技術

人工智能自誕生之日起就引起了研究人員的廣泛關注，其最終目標是使機器成為人類的助手和工具。因此，人們要求計算機不僅要模仿人類，還要超越人類智能。然而，隨著后摩爾時代的到來，基于CMOS器件和存儲計算分體架構的傳統(tǒng)計算系統(tǒng)的性能越來越難以提高。

憶阻是一種新原理的微納米器件，充分利用憶阻阻值連續(xù)變化的特性，為實現(xiàn)存儲與計算一體化的神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)提供了新的物理基礎。隨著研究學者們對憶阻研究工作的逐步深入，將會極大地改進現(xiàn)有集成電路的設計方式和方法，進一步為人工神經(jīng)網(wǎng)絡的硬件實現(xiàn)找到新的出路與解決方法，實現(xiàn)硬件對推動人工神經(jīng)網(wǎng)絡研究進程提供有效支持，使人工神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展有新的突破?；趹涀璧纳窠?jīng)形態(tài)電路具有模擬人腦的學習功能，有助于構建智能機器。

近年來，仿人智能機器層出不窮，在工業(yè)、生活等方面發(fā)揮著重要作用。情感作為人類感知、認知和行為的重要組成部分，是人類與智能機器最大的區(qū)別之一。隨著智能機器在人類生活中的逐漸滲透，機器的情感智能越來越受到研究者的關注。當外界環(huán)境刺激作用于人的時候，人會對外界環(huán)境產(chǎn)生一定的評價，并通過情感表現(xiàn)出來。情緒雖然千差萬別，但對情緒的研究往往將喜、怒、哀、樂視為最基本的常見形式。人的喜怒哀樂的情緒變化通常都會伴隨著人類姿態(tài)的起伏。即使是同一物體，其情緒反應也會因個體特征的不同而不同。目前市場上大多數(shù)仿人智能機器都是通過適當?shù)母兄幚韥韺崿F(xiàn)特定場景和特定對象的情感交互，卻忽略了個體差異。個體差異表現(xiàn)為對同一刺激的不同反應，人格特質是影響個體差異的重要因素之一。Wang等人提出了一種皮膚感知器，但忽略了人體本身的感知強度；Jiang等人提出的情感識別算法只適用于一種人格，忽略了個體的差異性。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有的類人智能機器忽略了人體本身的感知強度和個體差異性的技術問題，本發(fā)明提出一種基于憶阻的二階阻尼情感電路，利用憶阻器和二階阻尼系統(tǒng)搭建感知器模擬了人體的感知強度，實現(xiàn)了對外界刺激的實時感知和感覺適應，并通過情感產(chǎn)生與演化電路體現(xiàn)出個體的差異性，同時能夠模擬人類感知器官產(chǎn)生感知強度以及實現(xiàn)感覺適應的功能。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種基于憶阻的二階阻尼情感電路，包括感知器模塊、情感產(chǎn)生與演化模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡模塊，感知器模塊與輸入信號相連接，感知器模塊是基于憶阻的二階阻尼系統(tǒng)搭建的、且用來產(chǎn)生模擬人體的實時感知和感覺適應能力的感知強度；所述感知器模塊分別和情感產(chǎn)生與演化模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡模塊相連接，情感產(chǎn)生與演化模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡模塊相連接；所述情感產(chǎn)生與演化模塊將感知器模塊產(chǎn)生的感知強度轉化為不同人格的情感趨向，所述神經(jīng)網(wǎng)絡模塊將情感趨向收斂成不同的情緒信號，產(chǎn)生相應的姿態(tài)。

所述感知器模塊、情感產(chǎn)生與演化模塊的數(shù)量均設有四個，感知器模塊包括第一感知器模塊、第二感知器模塊、第三感知器模塊和第四感知器模塊，第一感知器模塊與聽覺輸入信號相連接，第二感知器模塊、第三感知器模塊和第四感知器模塊分別與觸覺輸入信號、嗅覺輸入信號和味覺輸入信號相連接；第一感知器模塊分別與四個情感產(chǎn)生與演化模塊相連接，第一感知器模塊、第二感知器模塊、第三感知器模塊和第四感知器模塊均與神經(jīng)網(wǎng)絡模塊相連接，四個情感產(chǎn)生與演化模塊均與神經(jīng)網(wǎng)絡模塊相連接。