13,460 research outputs found

    Implementation of a Radial Basis Function Using VHDL

    Get PDF
    This paper presents the work regarding the implementation of neural network using radial basis function algorithm on very high speed integrated circuit hardware description language (VHDL). It is a digital implementation of neural network. Neural Network hardware has undergone rapid development during the last decade. Unlike the conventional von-Neumann architecture that is sequential in nature, Artificial Neural Networks (ANNs) Profit from massively parallel processing. A large variety of hardware has been designed to exploit the inherent parallelism of the neural network models. The radial basis function (RBF) network is a two-layer network whose output units form a linear combination of the basis function computed by the hidden uni

    Digital system of quarry management as a SAAS solution: mineral deposit module

    Get PDF
    Purpose. Improving the efficiency of functioning the mining enterprises and aggregation of earlier obtained results into a unified digital system of designing and operative management by quarry operation. Methods. Both the traditional (analysis of scientific and patent literature, analytical methods of deposit parameters research, analysis of experience and exploitation of quarries, conducting the passive experiment and processing the statistical data) and new forms of scientific research - deposit modeling on the basis of classical and neural network methods of approximation – are used in the work. For the purpose of the software product realization on the basis of cloud technologies, there were used: for back-end implementation – server-based scripting language php; for the front-end – multi-paradigm programming language javascript, javascript framework jQuery and asynchronous data exchange technology Ajax. Findings. The target audience of the system has been identified, SWOT-analysis has been carried out, conceptual directions of 3D-quarry system development have been defined. The strategies of development and promotion of the software product, as well as the strategies of safety and reliability of the application both for the client and the owner of the system have been formulated. The modular structure of the application has been developed, and the system functions have been divided to implement both back-end and front-end applications. The Mineral Deposit Module has been developed: the geological structure of the deposit has been simulated and its block model has been constructed. It has been proved that the use of neural network algorithms does not give an essential increase in the accuracy of the block model for the deposits of 1 and 2 groups in terms of the geological structure complexity. The possibility and prospects of constructing the systems for subsoil users on the basis of cloud technologies and the concept of SaaS have been substantiated. Originality. For the first time, the modern software products for solving the problems of designing and operational management of mining operations have been successfully developed on the basis of the SaaS concept. Practical implications. The results are applicable for enterprises-subsoil users, working with deposits of 1 and 2 groups in terms of the geological structure complexity: design organizations, as well as mining and processing plants.Мета. Підвищення ефективності функціонування гірничорудних підприємств та агрегація раніше отриманих результатів в єдину цифрову систему проектування і оперативного управління роботою кар’єрів. Методика. У роботі використані як традиційні (аналіз науково-патентної літератури, аналітичні методи дослідження параметрів родовища, аналіз досвіду й експлуатації кар’єрів, проведення пасивного експерименту та статистичної обробки даних), так і нові форми наукового дослідження – моделювання родовища на основі класичних і нейромережевих методів апроксимації. Для реалізації програмного продукту на основі хмарних технологій використані: для реалізації back-end – серверна скриптова мова програмування php; для front-end – мультипарадігменна мова програмування javascript, javascript framework jQuery і технологія асинхронного обміну даними Ajax. Результати. Виявлено цільову аудиторію системи, проведено SWOT-аналіз, визначено концептуальні напрями розвитку системи 3D-кар’єр, розроблені стратегії розвитку та просування програмного продукту, розроблені стратегії безпеки й надійності додатки як для клієнта, так і власника системи. Розроблено модульну структуру програми, вироблено розподіл функцій системи для реалізації як back-end і front-end додатки. Розроблено модуль “Родовище”: проведено моделювання геологічної структури родовища та побудована його блокова модель. Доведено, що використання нейромережевих алгоритмів не дає принципового підвищення точності блокової моделі для родовищ 1 і 2 груп за складністю геологічної будови. Виявлено недоліки нейромережевих алгоритмів, такі як високі витрати обчислювальних ресурсів сервера і проблеми візуалізації великих масивів геоданих при використанні web-рішень, знайдені шляхи їх вирішення. Доведено можливість і перспективність побудови систем для надрокористувачів на основі хмарних технологій і концепції SaaS. Наукова новизна. Вперше на основі концепції ASP успішно побудовані сучасні програмні продукти для вирішення завдань проектування та оперативного керування гірничими роботами. Практична значимість. Результати корисні для підприємств-надрокористувачів, які працюють з родовищами 1 і 2 груп за складністю геологічної будови – проектних організацій і ГЗК.Цель. Повышение эффективности функционирования горнорудных предприятий и агрегация ранее полученных результатов в единую цифровую систему проектирования и оперативного управления работой карьеров. Методика. В работе использованы как традиционные (анализ научно-патентной литературы, аналитические методы исследования параметров месторождения, анализ опыта и эксплуатации карьеров, проведение пассивного эксперимента и статистической обработкой данных), так и новые формы научного исследования – моделирование месторождения на основе классических и нейросетевых методов аппроксимации. Для реализации программного продукта на основе облачных технологий использованы: для реализации back-end – серверный скриптовый язык программирования php; для front-end – мультипарадигменный язык программирования javascript, javascript framework jQuery и технология асинхронного обмена данными Ajax. Результаты. Выявлена целевая аудитория системы, проведен SWOT-анализ, определены концептуальные направления развития системы 3D-карьер, разработаны стратегии развития и продвижения программного продукта, разработаны стратегии безопасности и надежности приложения как для клиента, так и владельца системы. Разработана модульная структура приложения, произведено деление функций системы для реализации как back-end и front-end приложения. Разработан модуль “Месторождение”: проведено моделирование геологической структуры месторождения и построена его блочная модель. Доказано, что использование нейросетевых алгоритмов не дает принципиального повышения точности блочной модели для месторождений 1 и 2 групп по сложности геологического строения. Выявлены недостатки нейросетевых алгоритмов, такие как высокие затраты вычислительных ресурсов сервера и проблемы визуализации больших массивов геоданных при использовании web-решений, найдены пути их решения. Доказана возможность и перспективность построения систем для недропользователей на основе облачных технологий и концепции SaaS. Научная новизна. Впервые на основе концепции ASP успешно построены современные программные продукты для решения задач проектирования и оперативного управления горными работами. Практическая значимость. Результаты применимы для предприятий-недропользователей, работающих с месторождениями 1 и 2 групп по сложности геологического строения – проектных организаций и ГОКов.We express our profound gratitude to A.B. Naizabekov for his assistance in scientific research, to A.F. Tsekhovoy, P.A. Tsekhovoy, D.Sh. Akhmedov, V. V. Yankovenko and D.V. Nikitas for scientific advice in implementation of the program code. The research was carried out within the framework of the initiative research theme “Improving the Efficiency of Mining Enterprises” on the basis of the RSE at the Rudny Industrial Institute of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan

    Optical implementations of radial basis classifiers

    Get PDF
    We describe two optical systems based on the radial basis function approach to pattern classification. An optical-disk-based system for handwritten character recognition is demonstrated. The optical system computes the Euclidean distance between an unknown input and 650 stored patterns at a demonstrated rate of 26,000 pattern comparisons/s. The ultimate performance of this system is limited by optical-disk resolution to 10^11 binary operations/s. An adaptive system is also presented that facilitates on-line learning and provides additional robustness

    Learning in neuro/fuzzy analog chips

    Get PDF
    This paper focus on the design of adaptive mixed-signal fuzzy chips. These chips have parallel architecture and feature electrically-controlable surface maps. The design methodology is based on the use of composite transistors - modular and well suited for design automation. This methodology is supported by dedicated, hardware-compatible learning algorithms that combine weight-perturbation and outstar

    A committee machine gas identification system based on dynamically reconfigurable FPGA

    Get PDF
    This paper proposes a gas identification system based on the committee machine (CM) classifier, which combines various gas identification algorithms, to obtain a unified decision with improved accuracy. The CM combines five different classifiers: K nearest neighbors (KNNs), multilayer perceptron (MLP), radial basis function (RBF), Gaussian mixture model (GMM), and probabilistic principal component analysis (PPCA). Experiments on real sensors' data proved the effectiveness of our system with an improved accuracy over individual classifiers. Due to the computationally intensive nature of CM, its implementation requires significant hardware resources. In order to overcome this problem, we propose a novel time multiplexing hardware implementation using a dynamically reconfigurable field programmable gate array (FPGA) platform. The processing is divided into three stages: sampling and preprocessing, pattern recognition, and decision stage. Dynamically reconfigurable FPGA technique is used to implement the system in a sequential manner, thus using limited hardware resources of the FPGA chip. The system is successfully tested for combustible gas identification application using our in-house tin-oxide gas sensors

    Using Building Blocks to Design Analog Neuro-Fuzzy Controllers

    Get PDF
    We present a parallel architecture for fuzzy controllers and a methodology for their realization as analog CMOS chips for low- and medium-precision applications. These chips can be made to learn through the adaptation of electrically controllable parameters guided by a dedicated hardware-compatible learning algorithm. Our designs emphasize simplicity at the circuit level—a prerequisite for increasing processor complexity and operation speed. Examples include a three-input, four-rule controller chip in 1.5-μm CMOS, single-poly, double-metal technology

    FPGA-based enhanced probabilistic convergent weightless network for human iris recognition

    Get PDF
    This paper investigates how human identification and identity verification can be performed by the application of an FPGA based weightless neural network, entitled the Enhanced Probabilistic Convergent Neural Network (EPCN), to the iris biometric modality. The human iris is processed for feature vectors which will be employed for formation of connectivity, during learning and subsequent recognition. The pre-processing of the iris, prior to EPCN training, is very minimal. Structural modifications were also made to the Random Access Memory (RAM) based neural network which enhances its robustness when applied in real-time

    Power scalable implementation of artificial neural networks

    No full text
    As the use of Artificial Neural Network (ANN) in mobile embedded devices gets more pervasive, power consumption of ANN hardware is becoming a major limiting factor. Although considerable research efforts are now directed towards low-power implementations of ANN, the issue of dynamic power scalability of the implemented design has been largely overlooked. In this paper, we discuss the motivation and basic principles for implementing power scaling in ANN Hardware. With the help of a simple example, we demonstrate how power scaling can be achieved with dynamic pruning techniques
    corecore