[发明专利]一种基于忆阻的二阶阻尼情感电路

说明书

本发明提出了一种基于忆阻的二阶阻尼情感电路，包括感知器模块、情感产生与演化模块和神经网络模块，感知器模块与输入信号相连接，感知器模块是基于忆阻的二阶阻尼系统搭建的、且用来产生模拟人体的实时感知和感觉适应能力的感知强度；所述感知器模块分别和情感产生与演化模块、神经网络模块相连接，情感产生与演化模块和神经网络模块相连接；所述情感产生与演化模块将感知器模块产生的感知强度转化为不同人格的情感趋向，所述神经网络模块将情感趋向收敛成不同的情绪信号，产生相应的姿态。本发明利用忆阻器和二阶阻尼系统模拟了人体的感知强度，实现了对外界刺激的实时感知和感觉适应，体现出个体的差异性，具有一定的实际意义。

技术领域

本发明涉及数模电路的技术领域，尤其涉及一种基于忆阻的二阶阻尼情感电路。

背景技术

人工智能自诞生之日起就引起了研究人员的广泛关注，其最终目标是使机器成为人类的助手和工具。因此，人们要求计算机不仅要模仿人类，还要超越人类智能。然而，随着后摩尔时代的到来，基于CMOS器件和存储计算分体架构的传统计算系统的性能越来越难以提高。

忆阻是一种新原理的微纳米器件，充分利用忆阻阻值连续变化的特性，为实现存储与计算一体化的神经形态计算系统提供了新的物理基础。随着研究学者们对忆阻研究工作的逐步深入，将会极大地改进现有集成电路的设计方式和方法，进一步为人工神经网络的硬件实现找到新的出路与解决方法，实现硬件对推动人工神经网络研究进程提供有效支持，使人工神经网络的发展有新的突破。基于忆阻的神经形态电路具有模拟人脑的学习功能，有助于构建智能机器。

近年来，仿人智能机器层出不穷，在工业、生活等方面发挥着重要作用。情感作为人类感知、认知和行为的重要组成部分，是人类与智能机器最大的区别之一。随着智能机器在人类生活中的逐渐渗透，机器的情感智能越来越受到研究者的关注。当外界环境刺激作用于人的时候，人会对外界环境产生一定的评价，并通过情感表现出来。情绪虽然千差万别，但对情绪的研究往往将喜、怒、哀、乐视为最基本的常见形式。人的喜怒哀乐的情绪变化通常都会伴随着人类姿态的起伏。即使是同一物体，其情绪反应也会因个体特征的不同而不同。目前市场上大多数仿人智能机器都是通过适当的感知处理来实现特定场景和特定对象的情感交互，却忽略了个体差异。个体差异表现为对同一刺激的不同反应，人格特质是影响个体差异的重要因素之一。Wang等人提出了一种皮肤感知器，但忽略了人体本身的感知强度；Jiang等人提出的情感识别算法只适用于一种人格，忽略了个体的差异性。

发明内容

针对现有的类人智能机器忽略了人体本身的感知强度和个体差异性的技术问题，本发明提出一种基于忆阻的二阶阻尼情感电路，利用忆阻器和二阶阻尼系统搭建感知器模拟了人体的感知强度，实现了对外界刺激的实时感知和感觉适应，并通过情感产生与演化电路体现出个体的差异性，同时能够模拟人类感知器官产生感知强度以及实现感觉适应的功能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于忆阻的二阶阻尼情感电路，包括感知器模块、情感产生与演化模块和神经网络模块，感知器模块与输入信号相连接，感知器模块是基于忆阻的二阶阻尼系统搭建的、且用来产生模拟人体的实时感知和感觉适应能力的感知强度；所述感知器模块分别和情感产生与演化模块、神经网络模块相连接，情感产生与演化模块和神经网络模块相连接；所述情感产生与演化模块将感知器模块产生的感知强度转化为不同人格的情感趋向，所述神经网络模块将情感趋向收敛成不同的情绪信号，产生相应的姿态。

所述感知器模块、情感产生与演化模块的数量均设有四个，感知器模块包括第一感知器模块、第二感知器模块、第三感知器模块和第四感知器模块，第一感知器模块与听觉输入信号相连接，第二感知器模块、第三感知器模块和第四感知器模块分别与触觉输入信号、嗅觉输入信号和味觉输入信号相连接；第一感知器模块分别与四个情感产生与演化模块相连接，第一感知器模块、第二感知器模块、第三感知器模块和第四感知器模块均与神经网络模块相连接，四个情感产生与演化模块均与神经网络模块相连接。