Фантомный вибрационный резонанс в искусственном импульсном нейроне на основе вертикально излучающего лазера и однофотонного лавинного фотодиода
https://doi.org/10.29235/1561-8323-2026-70-3-208-214
Анатацыя
Представлены результаты экспериментального исследования фантомного вибрационного резонанса в искусственном импульсном нейроне на основе вертикально излучающего лазера и лавинного фотодиода. Показано, что прохождение сигнала, представляющего собой сумму гармоник фундаментальной частоты, отсутствующей в сигнале, через оптоэлектронный искусственный импульсный нейрон при добавлении высокочастотного сигнала определенной амплитуды приводит к появлению фантомных частот в отклике искусственного импульсного нейрона. Полученные результаты могут быть использованы в искусственных импульсных нейронных сетях для обработки сложных сигналов.
Аб аўтарах
Н. Лахмицкий
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
В. Чижевский
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
С. Килин
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Спіс літаратуры
1. Landa, P. S. Vibrational resonance / P. S. Landa, P. V. E. McClintock // Journal of Physics A: Mathematical and General. – 2000. – Vol. 33, N 45. – P. L433–L438. https://doi.org/10.1088/0305-4470/33/45/103
2. Vibrational resonance in a noise-induced structure / A. A. Zaikin, L. López, J. P. Baltanás [et al.] // Physical Review E. – 2002. – Vol. 66, N 1. – Art. 011106. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.66.011106
3. Chizhevsky, V. N. Experimental evidence of “vibrational resonance” in an optical system / V. N. Chizhevsky, E. Smeu, G. Giacomelli // Physical Review Letters. – 2003. – Vol. 91, N 22. – Art. 220602. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.220602
4. Yang, J. Vibrational resonance: A review / J. Yang, S. Rajasekar, M. A. F. Sanjuán // Physics Reports. – 2024. – Vol. 1067. – P. 1–62. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2024.03.001
5. Perc, M. Amplification of information transfer in excitable systems that reside in a steady state near a bifurcation point to complex oscillatory behavior / M. Perc, M. Marhl // Physical Review E. – 2005. – Vol. 71, N 2. – Art. 026229. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.71.026229
6. Vibrational resonance in a randomly connected neural network / Y. Qin, C. Han, Y. Che, J. Zhao // Cognitive Neurodynamics. – 2018. – Vol. 12. – P. 509–518. https://doi.org/10.1007/s11571-018-9492-2
7. Baysal, V. Effects of electromagnetic induction on vibrational resonance in single neurons and neuronal networks / V. Baysal, E. Yilmaz // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. – 2020. – Vol. 537. – Art. 122733. https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.122733
8. Effects of electric field on multiple vibrational resonances in Hindmarsh–Rose neuronal systems / G. Wang, D. Yu, Q. Ding [et al.] // Chaos, Solitons & Fractals. – 2021. – Vol. 150. – Art. 111210. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.111210
9. Bordet, M. Experimental and numerical study of noise effects in a FitzHugh–Nagumo system driven by a biharmonic signal / M. Bordet, S. Morfu // Chaos, Solitons & Fractals. – 2013. – Vol. 54. – P. 82–89. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2013.05.020
10. Morfu, S. On the propagation of a low frequency excitation in a perturbed FitzHugh–Nagumo system: Simulation and experiments / S. Morfu, M. Bordet // Chaos, Solitons & Fractals. – 2017. – Vol. 103. – P. 205–212. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2017.06.006
11. Rajamani, S. Ghost-vibrational resonance / S. Rajamani, S. Rajasekar, M. A. F. Sanjuán // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. – 2014. – Vol. 19, N 11. – P. 4003–4012. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2014.04.006
12. Abirami, K. Vibrational and ghost-vibrational resonances in a modified chua’s circuit model equation / K. Abirami, S. Rajasekar, M. A. F. Sanjuan // International Journal of Bifurcation and Chaos. – 2014. – Vol. 24, N 11. – Art. 1430031. https://doi.org/10.1142/S0218127414300316
13. Studies on ghost-vibrational resonance in a periodically driven anharmonic oscillator / R. Samikkannu, M. Ramasamy, S. Kumarasamy, K. Rajagopal // European Physical Journal B. – 2023. – Vol. 96. – Art. 56. https://doi.org/10.1140/epjb/s10051023-00527-w
14. Chizhevsky, V. N. Artificial spiking neuron based on a single-photon avalanche diode and a microcavity laser / V. N. Chizhevsky, V. A. Kulchitsky, S. Ya. Kilin // Applied Physics Letters. – 2021. – Vol. 119, N 4. – Art. 041107. https://doi.org/10.1063/5.0055392
15. Lakhmitski, M. V. Stochastic resonance in the optoelectronic artificial spiking neuron based on a VCSEL and a SPAD / M. V. Lakhmitski, V. N. Chizhevsky, S. Kilin // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. – 2024. – Vol. 27, N 4. – P. 311– 316. https://doi.org/10.5281/zenodo.14508534
##reviewer.review.form##
Праглядаў:
190
JATS XML
Паслаць артыкул па эл. пошце 