Структура нейрона Адалина и метод его адаптации достаточно просты и поэтому позволяют построить электронный полностью автоматический элемент. Для создания такого элемента необходимо уметь запоминать значения коэффициентов усиления так, чтобы их можно было изменять электронными методами.
Для реализации автоматически настраивающихся Адалинов создан новый элемент, названный мемистором. Мемистор обеспечивает один переменный коэффициент усиления. Следовательно, в каждом элементе должно быть столько мемисторов, сколько в нем должно содержаться переменных весов.
Мемистор состоит из проводящей подложки с изолированными выводами и металлического анода. Все это помещено в электролитическую ванну. Проводимость элемента меняется за счет осаждения металла. Подобно транзистору мемистор является элементом с тремя выводами. Проводимость между двумя выводами определяется интегралом тока по времени в третьем выводе, а не мгновенным значением тока, как в транзисторе. Были построены воспроизводимые элементы, способные непрерывно менять свое сопротивление. Как правило, сопротивление мемисторов изменяется от 100 до 1 Ом за время порядка 10 секунд при токе осаждения, равном нескольким миллиамперам. Процесс адаптации управляется постоянным током. Считывание значений коэффициентов усиления производится без разрушения с помощью пропускания переменных токов через матрицу мемисторных элементов.
Первые работающие мемисторы были выполнены из обычных карандашных грифелей, помещенных в пробирки, которые содержали раствор медного купороса. Используя различные ванны, осаждающиеся металлы, различные геометрии и материалы подложек, удалось получить значительное увеличение срока службы элементов и улучшить электрические характеристики, например, стабильность, релаксацию, однородность и скорость адаптации. Мемисторы уже зарекомендовали себя как очень надежные элементы при эксплуатации более года.
Была построена система, состоящая из шести Адалинов, включающих в себя 102 мемистора. Эта система, названная Мадалин, при своей начальной эксплуатации показала отличное качество работы. Сразу же после построения система оказалась способной решать очень сложные задачи, например, обучаться 50 произвольным символам с размерностью 4x4, несмотря на то, что 25% весов не настраивалось правильно. Последнее объяснялось тем, что в системе использовались ранние образцы мемисторов, которые не проходили предварительной проверки. Поэтому некоторые мемисторы имели дефекты, связанные с производством, некоторые просто неверно подключались, а некоторые повреждались в процессе монтажа. Несмотря на все это, система оказалась способной отстроиться от своих собственных дефектов.
Элементы Адалин в системе Мадалин настраиваются независимо друг от друга. Настройка производилась вручную. Это позволяло проводить различные эксперименты с процессом адаптации. Предусматривалась возможность подключения выходов Адалинов к выходным элементам либо в виде логических схем ИЛИ, либо в виде мажоритарных схем. Входные сигналы в цифровом виде могли задаваться с помощью тумблеров, а также матрицы фотоэлементов размером 4x4, выполнявшей функции ретины искусственного глаза. Таким образом, система Мадалин могла непосредственно воспринимать зрительные образы.
© digitrode.ru