Circuits et systemes de modelisation analogique de neurones ...

Chapitre II : circuits analogiques élémentairesl'audition, la marche, etc... Ces systèmes sont librement inspirés des structures biologiques(voir par exemple [MEAD 89]). Mais, là encore, même si l'approche prend la forme d'unréseau de neurones, ceux-ci sont souvent excessivement simplifiés et ne peuvent plus êtreconsidérés comme des simulations de neurones biologiques, en tout cas pas au niveaud'abstraction que nous avons choisi d'utiliser, c'est-à-dire au niveau macroscopique descourants ioniques.Ces deux dernières catégories de réseaux de neurones représentent néanmoins un intérêt pournous. En effet, même si les buts recherchés et les équations à résoudre sont assez différentsdes nôtres, les circuits analogiques élémentaires utilisés se recoupent et la littérature qui s'yrapporte représente une source de documentation potentielle.Quant au laboratoire IXL, il s'y conçoit des simulateurs analogiques de neurones biologiquesdepuis plusieurs années, deux thèses ont déjà été présentées sur ce sujet [DUPEYRON 98],[LAFLAQUIERE 98]. Denis Dupeyron a démontré la faisabilité du projet et réalisé unpremier démonstrateur opérationnel. Arnaud Laflaquière a mis au point et construit unsystème complet, ouvrant les portes aux premières expériences hybrides qui interconnectentneurones biologiques et neurones électroniques. Notre contribution est double, elle porte,d'une part, sur l'exploitation des travaux d'Arnaud Laflaquière et, d'autre part, sur laconception de nouveaux ASICs visant à encore améliorer les performances et la flexibilité denos neurones artificiels.Malgré les évolutions, le principe général de résolution de nos circuits a peu changé : lecalculateur est constitué de différents opérateurs élémentaires analogiques assemblés pourrésoudre les équations du formalisme de Hodgkin et Huxley.Après la présentation des technologies et outils qui sont à notre disposition au laboratoire IXL,nous détaillons les implémentations électroniques des différents opérateurs que nous avonsutilisés. Nous justifions dans ce chapitre les apports et évolutions par rapport aux travauxprécédents du groupe, mais ils apparaîtront encore plus clairement au chapitre III lors de laprésentation des différents circuits réalisés.Cette présentation nous conduit à conclure ce chapitre par une discussion sur les avantages etinconvénients du calcul analogique par comparaison à une solution numérique.40