一种无线电波符号序列的记忆及回忆实验装置

本发明是一种无线电波符号序列的记忆及回忆实验装置，属于人工智能领域，也涉及无线电通信、模数电路和从宏观系统层面对大脑工作机理的仿真，可用于人脑记忆工作机制的讲解、人工智能有关课程的实践教学和智能机器人的语言通信等方面。背景理论与技术人类可以用语言来描述和认识世界上发生的事情。语言是一种由符号构成的交流工具，可以用来表达情感、思维、想法和经历等各种心理体验。在不同的国家和地区，人们往往说着不同声波形式的语言，全世界大约有5000-7000种。虽然各种语言的物理形式可能完全不同，但是每一种都可以用来思维和交流。例如，中国人用汉语，英国人用英语，日本人用日语。而且从现实生活的角度来看，任何一种物理形式的语言对于人类描述和认识世界来说都是等价的，据此本技术的第一发明人李玉鑑早已提出了符号的相对性原理：所有符号语言的物理形式对主体描述和认识世界上发生的事物都是等价的。对符号的相对性原理这一名称，切不可从字面上去理解，因为它借用和参考了爱因斯坦的狭义相对性原理，即所有惯性坐标系对于物理定律的描述都等价。在符号的相对性原理中，可以把各种语言的物理形式理解为描述主观世界的不同坐标系。根据符号的相对性原理，主体在采用语言表达思维的内容时可以选择任意的物理形式，比如气流或者水流。事实上，人类的语音就是一种气流。而水生动物，比如海豚，就可能是通过水流的振动来交流思想的。而在大脑中发生的思维过程，发明人认为既不是气流，也不是水流，而应该是通过电流来实现的。世界上发生的事件是有一定时间顺序的，我们用语言对事件的描述也是按照一定的符号次序来展开和进行的。对符号序列的记忆是生物神经系统产生高级认知功能的基础。在20世纪50年代，神经科学家karl lashley就已经指出序列顺序问题的重要性。此后，关于符号序列的记忆问题便是行为和神经科学亟待解决的紧迫问题之一。本发明利用无线电波信号来编码符号，提供一种无线电波符号序列的记忆及回忆实验装置，由若干射频接收模块、若干射频发射模块和一块fpga开发板组成。其中，每个射频接收模块分别与fpga开发板上的一个输入端连接，每个射频发射模块分别与fpga开发板上的一个输出端连接。通过fpga开发板内部的可编程逻辑电路在其输入端和输出端之间建立所需要的网络连接路径，就可以对无线电波信号编码的符号序列进行记忆和回忆，从而实现语言加工的记忆和回忆功能。本发明不仅有助于从硬件仿真的角度来理解生物神经系统的语言记忆及回忆机制，而且有望为解决未来太空机器人在宇宙探索中的直接语言交流问题提供新技术，对新一代人工智能理论和方法的实践教学也具有十分重要的应用前景。

背景技术：

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无线电波符号序列的记忆及回忆实验装置,其特征在于包含如下结构：

2、1.1)m个射频接收模块，m是适当选择的正整数，如m＝16；

3、1.2)n个射频发射模块，n是适当选择的正整数，如n＝16；

4、1.3)1个fpga模块，有m个输入端和n个输出端；

5、1.4)每个射频接收模块的输出分别连接到fpga模块的输入端，每个射频发射模块的输入端分别连接到fpga模块的输出端；

6、1.5)每个射频接收模块都由4个部件串联组成，依次为：1个输入端、1个滤波器、1个信号检测器和1个输出端；

7、1.6)第1个至第m个射频接收模块的输入端可以通过一个m路分路器共同与一根接收天线相连，也可以共同与一根同轴电缆相连；

8、1.7)每个射频发射模块都由4个部件串联组成，依次为：1个输入端、1个源控制器、1个振荡器和1个输出端；

9、1.8)第1个至第n个射频发射模块的输出端可以通过一个n路合路器共同与一根发射天线相连，也可以共同与一根同轴电缆相连。

10、根据本发明提供的一种无线电波符号序列的记忆及回忆实验装置，实现无线电波符号序列记忆及回忆的空间反馈方法，其特征在于包含如下步骤：

11、2.1)把第1个至第m个射频接收模块的输入端通过一个m路分路器共同与一根接收天线相连；

12、2.2)把第1个至第n个射频发射模块的输出端通过一个n路合路器共同与一根发射天线相连；

13、2.3)用“#”表示启动符号，“&”表示结束符号；

14、2.4)用l表示符号序列的长度，l<m且l<n，如l＝10；

15、2.5)用“x1x2……xl”表示需要记忆的符号序列，如“0123456789”；

16、2.6)把不同的符号编码为不同的正弦无线电波信号，如把十个数字“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”分别编码为2m赫兹、3m赫兹、4m赫兹、5m赫兹、6m赫兹、7m赫兹、8m赫兹、9m赫兹、10m赫兹、11m赫兹的正弦无线电波信号，而把启动符号“#”和结束符号“&”分别编码为1m赫兹和12m赫兹的正弦无线电波信号；

17、2.7)用c(x)表示编码符号“x”的正弦无线电波信号；

18、2.8)把c(#)c(x1)c(x2)……c(xl)c(&)称为符号序列“#xx1x2……xl&”的正弦无线电波表示；

19、2.9)让第1个射频接收模块的只能接收c(#)，第2个射频接收模块的只能接收c(x1)，第3个射频接收模块的只能接收c(x2)，……，第l+1个射频接收模块的只能接收c(xl)；

20、2.10)让第1个射频发射模块的只能发射c(x1)，第2个射频发射模块的只能发射c(x2)，……，第l个射频发射模块的只能发射c(xl)，第l+1个射频发射模块的只能发射c(&)；

21、2.11)通过fpga模块的可编程逻辑门阵列，把它的第1个输入端与第1个输出端相连，第2个输入端与第2个输出端相连，……，第l个输入端与第l个输出端相连，第l+1个输入端与第l+1个输出端相连，至此记忆过程完成；

22、2.12)用无线电波发生设备，如usrp，启动回忆过程，即：发射启动符号的正弦无线电波c(#)，第1个射频接收模块接收到后，通过fpga的第1个输入端到第1个输出端的连接，激活第1个射频发射模块发射c(x1)；c(x1)经过空间传播反馈后被第2个射频接收模块接收，通过fpga的第2个输入端到第2个输出端的连接，激活第2个射频发射模块发射c(x2)；……；c(xl-1)经过空间传播反馈后被第l个射频接收模块接收，通过fpga的第l个输入端到第l个输出端的连接，激活第l个射频发射模块发射c(xl)；c(xl)经过空间传播反馈后被第l+1个射频接收模块接收，通过fpga的第l+1个输入端到第l+1个输出端的连接，最后激活第l+1个射频发射模块发射c(&)，至此回忆过程结束。

23、根据本发明提供的一种无线电波符号序列的记忆及回忆实验装置，实现无线电波符号序列记忆及回忆的电路反馈方法，其特征在于包含如下步骤：

24、3.1)在m个射频接收模块后面增加m'个射频接收模块，m'是适当选择的正整数，如m'＝32；

25、3.2)在n个射频发射模块后面增加n'个射频发射模块，n'是适当选择的正整数，如n'＝32；

26、3.3)第m+1个至第m+m′个射频接收模块的输入端通过一个m′路分路器共同与一根同轴电缆相连；

27、3.4)第n+1个至第n+n′个射频发射模块的输出端通过一个n′路合路器与射频接收模块端的同轴电缆相连；

28、3.5)用“#′”表示另一个启动符号，“&′”表示另一个结束符号；

29、3.6)用l′表示另一个符号序列的长度，l′＜m′且l′＜n′，如l′＝26；

30、3.7)用“y1y2......yl′”表示另一个需要记忆的符号序列，如“abc……z”；

31、3.8)把不同的符号编码为不同的正弦电流振荡信号，如把二十六个字母“a”、“b”、“c”、……、“z”分别编码为22m赫兹、23m赫兹、24m赫兹、……、47m赫兹的正弦电流振荡信号，而把启动符号“#′”和结束符号“&′”分别编码为21m赫兹和48m赫兹的正弦无线电波信号；

32、3.9)用d(y)表示编码符号“y”的正弦电流振荡信号；

33、3.10)把d(y1)d(y2)......d(yl′)称为符号序列“y1y2......yl′”的正弦电流振荡表示；

34、3.11)第m+1个射频接收模块的只能接收d(y1)，第m+2个射频接收模块的只能接收d(y2)，……，第m+l′个射频接收模块的只能接收d(yl′)；

35、3.12)让第n+1个射频发射模块的只能产生d(y1)，第n+2个射频发射模块的只能产生d(y2)，……，第n+l′个射频发射模块的只能产生d(yl′)；

36、3.13)让第m个射频接收模块只能通过天线接收正弦无线电波信号编码的启动信号c(#′)，让第n个射频发射模块只能通过天线发射正弦无线电波信号编码的结束信号c(&′)；

37、3.14)通过fpga模块的可编程逻辑门阵列，把它的第m个输入端与第n+1个输出端相连，第m+1个输入端与第n+2个输出端相连，……，第m+l′-1个输入端与第n+l′个输出端相连，第m+l′个输入端与第n个输出端相连，至此记忆过程完成；

38、3.15)用无线电波发生设备，如usrp，启动回忆过程，即：发射启动符号的正弦无线电波信号c(#′)，第m个射频接收模块接收到后，通过与fpga相连的第n+1个输出端，激活第n+1个射频发射模块产生正弦电流振荡信号d(y1)；d(y1)经过同轴电缆反馈传播后被第m+1个射频接收模块接收，通过fpga的第m+1个输入端到第n+2个输出端的连接，激活第n+2个射频发射模块产生d(y2)；……；d(yl′-1)经过同轴电缆反馈传播后被第m+l′-1个射频接收模块接收，通过fpga的第m+l′-1个输入端到第n+l′个输出端的连接，激活第n+l′个射频发射模块产生d(yl′)；d(yl′)经过同轴电缆反馈传播后被第m+l′个射频接收模块接收，通过fpga的第m+l′个输入端到第n个输出端的连接，激活第n个射频发射模块发射c(&′)，至此回忆过程结束。