Введение
Система хранения информации Для голографического хранения данных голографическая ассоциативная память (HAM) является системой хранения и извлечения информации, основанной на принципах голографии. Голограммы создаются с помощью двух лучей света, называемых "отсылочным лучем" и "объективным лучем". Они создают на пленке образец, который содержит их обоих. Затем, воспроизводя изображение излучения, голограмма воссоздает визуальный образ исходного объекта. Теоретически, можно использовать объектный луч для того же: воспроизвести исходный излучник. В HAM, части информации действуют как два луча. Каждый может быть использован для извлечения другого из шаблона. Это можно рассматривать как искусственную нейронную сеть, которая имитирует то, как мозг использует информацию. Информация представлена в абстрактной форме сложным вектором, который может быть выражен непосредственно в виде формы волны, обладающей частотой и величиной. Эта волновая форма аналогична электрохимическим импульсам, которые, как полагают, передают информацию между биологическими клетками нейронов.
For holographic data storage, holographic associative memory (HAM) is an information storage and retrieval system based on the principles of holography. Holograms are made by using two beams of light, called a "reference beam" and an "object beam". They produce a pattern on the film that contains them both. Afterwards, by reproducing the reference beam, the hologram recreates a visual image of the original object. In theory, one could use the object beam to do the same thing: reproduce the original reference beam. In HAM, the pieces of information act like the two beams. Each can be used to retrieve the other from the pattern. It can be thought of as an artificial neural network which mimics the way the brain uses information. The information is presented in abstract form by a complex vector which may be expressed directly by a waveform possessing frequency and magnitude. This waveform is analogous to electrochemical impulses believed to transmit information between biological neuron cells.
Определение
HAM является частью семейства аналоговых, корреляционных, ассоциативных, стимулирующих ответов, где информация отображается на фазовой ориентации комплексных чисел. Его можно рассматривать как сложную искусственную нейронную сеть. Голографическая ассоциативная память обладает некоторыми замечательными характеристиками. Голографы, как было показано, эффективны для задач ассоциативной памяти, обобщения и распознавания образов с изменяющимся вниманием. Способность динамического поиска локализации является центральным элементом естественной памяти. Например, в визуальном восприятии люди всегда склонны фокусироваться на некоторых конкретных объектах в паттерне. Люди могут легко переключать фокус с одного объекта на другой без необходимости переучиваться. HAM предоставляет вычислительную модель, которая может имитировать эту способность, создавая представление для фокусировки. В основе этой новой памяти лежит новая бимодальная репрезентация шаблона и голограмма, похожая на сложное сферическое пространство состояния веса. Помимо обычных преимуществ ассоциативных вычислений, этот метод также имеет отличный потенциал для быстрой оптической реализации, потому что базовые гиперсферические вычисления могут быть естественным образом реализованы на оптических вычислениях. Она основана на принципе хранения информации в форме шаблонов реакции на стимул, где информация представлена фазовыми углами ориентации комплексных чисел на поверхности Римана. Очень большое количество моделей реакции на стимулы может быть наложенным или "свернутым" на один нейронный элемент. Ассоциации ответа на стимул могут быть как закодированы, так и декодированы в одной неитеративной трансформации. Математическая основа не требует оптимизации параметров или обратного распространения ошибок, в отличие от нейронных сетей с коннективистскими связями. Основным требованием является то, чтобы модели стимулов были симметричными или ортогональными в сложной области. HAM обычно использует сигмоидную предварительную обработку, где исходные данные ортогонализируются и преобразуются в гауссовые распределения.
Принципы работы
Ассоциации ответа на стимул как усвоены, так и выражены в одной неитеративной трансформации. Не требуется обратное распространение терминов ошибок или итеративная обработка. Метод образует неконнективистскую модель, в которой в отдельной нейронной клетке существует способность накладывать на себя очень большой набор аналоговых моделей реакции на стимулы или сложных ассоциаций. Формируемый фазовый угол передает информацию о реакции, а величина передает меру распознавания (или уверенности в результате). Этот процесс позволяет нейронной системе устанавливать профиль доминирования сохраненной информации, таким образом, демонстрируя профиль памяти любого диапазона от краткосрочной до долгосрочной памяти. Процесс следует правилу невозбуждения, то есть предварительные ассоциации реакции на стимул минимально влияют на последующее обучение. Информация представлена в абстрактной форме сложным вектором, который может быть выражен непосредственно в виде формы волны, обладающей частотой и величиной. Эта волновая форма аналогична электрохимическим импульсам, которые, как полагают, передают информацию между биологическими клетками нейронов.