Discussione tenuta in occasione del mio esame finale per l'ottenimento del titolo di Dottore di Ricerca.

1. Stefano Vena
Dottorato in Psicologia della programmazione e intelligenza artificiale
XXIV ciclo 1

2.  Introduzione
 CNN Standard
 Il modello
 Gli esperimenti
 CNN mono-dimensionali
 Il modello
 Gli esperimenti
 CNN in tre dimensioni
 Il modello
 Gli esperimenti
 Risultati e Sviluppi futuri
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3.  Note in letteratura come CNN da Cellular Neural
Networks.
 Paradigma di calcolo parallelo simile alle reti neurali e
agli automi cellulare (Chua e Yang 1988).
 Descritte da un insieme spazialmente discreto di sistemi
dinamici non lineari: le celle.
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4. Modello Cella CNN
Ogni cella è rappresentata da tre variabili: Input,
Soglia e Output
L’andamento dello stato è regolato da un modello
matematico generico.
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5.  Le CNN vengono simulate via software attraverso una
libreria realizzata contestualmente a questo lavoro
 La libreria permette di simulare le singole celle e deciderne
l’arrangiamento spaziale.
 Vengono offerte anche utilità di visualizzazione
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6.  Il primo modello di CNN prevede un organizzazione
spaziale in due dimensioni e risulta adatto all’image
processing.
 Ogni pixel viene acquisito come tono di grigio e il valore
è impiegato per impostare i valori che compongono la
matrice di input.
 La CNN è regolata da 19 parametri detti template.
(Chua & Roska 2002)
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7.  Il problema riguarda la detezione dei bordi di un
immagine.
 L’esperimento prevede l’impiego di una bitmap a
toni di grigio di dimensioni 100x100 px.
 La CNN viene configurata con il seguente
template(Chua e Roska 2002)
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8. 8

9.  Si introduce nella CNN un memristor
 Il memristor è un componente circuitale ipotizzato
negli anni 70 ma realizzato solo di recente.
 Si tratta, quindi, di un dispositivo con due terminali
in cui la variazione di carica elettrica dà luogo ad una
variazione di flusso magnetico e quindi ad una
tensione. (Chua 1971, Williams 2008)
 Introducendo questo elemento negli esperimenti si
nota un incremento delle prestazioni del 20%-30%
lasciando immutati i template
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10.  Si organizzano le celle lungo una sola dimensione
ottenendo così una linea di trasmissione.
 Le celle della CNN così pensata sono state
modellate secondo l’equazione di Korteweg–de
Vries (Chua 1993, Fressengeas &Frezza-Buet 2006)
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11.  Nel primo esperimento sulla linea viene forzata
inizialmente un’onda gaussiana.
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12.  Interazione tra solitoni
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13.  Incrocio tra due linee di trasmissione
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14.  Vengono impiegati alcuni sistemi caotici come il
circuito di Chua o il sistema di Lorenz.(Arena et
al.2005)
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15. 15

16.  Realizzazione di un ambiente di simulazione e di
una libreria di sviluppo.
 Estensione dei modelli classici con l’obiettivo di
migliorarne le prestazioni
 I numerosi esperimenti condotti hanno validato gli
strumenti realizzati.
 Realizzazione in hardware dei sistemi simulati
 Impiegare altri modelli di celle
 Distribuire gli strumenti software realizzati
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