可控多双涡卷忆阻Hopfield神经网络建模及其动力学分析

来源：电子与信息学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：刘嵩, 李子涵, 邱达, 罗敏, 赖强

单位：1.湖北民族大学智能科学与工程学院 恩施 4450002.华东交通大学电气与自动化工程学院 南昌 330013

摘要：忆阻Hopfield神经网络是一种类脑神经网络，能够产生丰富的动力学行为。该文提出一种新型包含反正切函数序列的忆阻器，将忆阻器耦合至神经网络中，可构建出一类包含电磁辐射与忆阻突触权重的忆阻全连接Hopfield神经网络。理论分析和数值仿真结果均表明，该模型可在相空间内生成单向、双向和3向多双涡旋混沌吸引子。进一步研究还发现，通过改变初始条件，发现该模型存在多个具有初始偏移增强特征的多双涡卷混沌吸引子，它们形状相同但位置不同，并且吸引子的数量以及双涡卷的个数均可控。此外改变忆阻突触耦合强度，结合分岔图和Lyapunov指数谱，发现该系统还存在丰富的共存对称吸引子，包括对称的周期吸引子与单涡卷混沌吸引子。最后基于FPGA平台完成了该系统的硬件实现，验证了该系统的物理存在性与可行性。

关键词：忆阻Hopfield神经网络, 多双涡卷混沌吸引子, 初始偏移增强, FPGA硬件实现

基金资助：湖北省自然科学基金 (2024AFD068)，中国高校产学研创新基金(2024IT115)