新型脉冲神经膜系统建模及其计算能力研究

发布时间：2025-06-21 03:17

　　生物计算是横跨计算机科学和生物技术等多学科,探索新型计算技术的研究领域。膜计算是生物计算的一个重要分支,旨在研究从细胞的结构和功能中抽象出的计算模型,这类计算模型称之为膜系统。脉冲神经膜系统是一类受生物神经元以脉冲的方式传递信息的机制启发设计的神经计算模型,是当前膜计算领域研究的热点。本文主要围绕脉冲神经膜系统的拓扑结构、规则形式、规则的使用条件、神经元之间的通信方式和软件实现展开研究。主要内容包括以下几点:传统的脉冲神经膜系统具有网状结构,而膜计算的基本模型(细胞型膜系统)则具有嵌套结构。本文从数学角度出发,通过结合细胞型膜系统的嵌套结构与传统脉冲神经膜系统中利用正则表达式控制的脉冲整合-激发规则,建立了一类具有嵌套结构的脉冲神经膜系统-细胞型脉冲神经膜系统。研究了细胞型脉冲神经膜系统的数字产生能力,证明了这类系统具有计算通用性。另外,研究了细胞型脉冲神经膜系统的语言产生能力,建立了基于语言产生能力的细胞型脉冲神经膜系统的层次体系结构。脉冲神经膜系统以多重集作为数据结构,以文法形式的规则作为数据操作的计算方式难以处理一些与数值有关的问题;而且神经元的整合-激发行为的不连续特征为设计学习...

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【学位级别】：博士

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图6-6所示的细胞型脉冲神经膜系统Π2

图6-5细胞型脉冲神经膜系统Π1的一个计算的仿真结果.2考虑如图6-6所示的细胞型脉冲神经膜系统Π2。根据2.4节中定Π2能够产生语言{b4b2b24b2b224b2···b2n4b2|n≥0}。

本文编号：4051830