Circuits et systemes de modelisation analogique de neurones ...

Chapitre II : circuits analogiques élémentairesEn résumé, en raison de l'absence de matériel simple et des difficultés algorithmiques, la miseen œuvre d'une solution numérique représente une lourde tâche avec, en tout état de cause,une limite supérieure au nombre de conductances simulables fixée par le matériel. Dans cesconditions, le calcul analogique présente une alternative intéressante.En effet le calcul analogique tel que nous l'avons décrit dans ce chapitre présente le premieravantage d'être à temps continu et d'avoir des variables continues par sa nature même.Il permet donc un calcul en temps réel de façon intrinsèque. Notons qu'il est aussi possibled'accélérer la vitesse de calcul en appliquant un coefficient multiplieur à toutes les constantesde temps du circuit. La limites maximales est alors fixée par les caractéristiques fréquentiellesdes différents opérateurs arithmétiques. Cette possibilité était déjà signalée par MAHOWALDet DOUGLAS qui estiment qu'un neurone artificiel électronique pourrait fonctionner 10 6 foisplus vite que son homologue biologique [MAHOWALD 91]. Nous présentons un exempleillustrant cette possibilité au chapitre IV.La seconde limitation des systèmes numériques est le nombre de cellules qu'ils peuventsimuler. Avec l'approche analogique cette limite correspond à la quantité de neurones intégrésdans un même circuit. Mais s'il est possible de multiplier, dans une certaine mesure, le nombrede circuits sans amener de problèmes supplémentaires, l'augmentation de la puissance d'unprocesseur numérique est nettement plus délicate et dépend finalement de l'évolution de latechnologie.Notons que les systèmes analogiques présentent une dimension limitée et une faibleconsommation. Ces deux caractéristiques tranchent avec la solution numérique et peuvent êtremises à profit pour imaginer de nouveaux types d'expériences, comme par exemple laréalisation de simulateurs/stimulateurs autonomes implantables.Pour la conception du calculateur, tout comme les informaticiens bénéficient de bibliothèquesde fonctions, nous disposons d'une littérature importante et récente décrivant différentespossibilités pour nos opérateurs analogiques. Elle provient principalement des recherches surles réseaux de neurones formels.L'inconvénient majeur du calculateur analogique intégré reste que les fonctions sont gravéesdans le silicium, il n'est donc pas question de pouvoir changer rapidement les modèles utiliséscomme le permet la modification d'un programme informatique : le temps de conception et de86