Модель кодирования временных интервалов активными агентами

Автор(ы): Жилякова Л.Ю., Базенков Н.И.

Выпуск: 117

Рубрика: Сетевые модели в управлении

Год: 2025

Библиография: Жилякова Л.Ю., Базенков Н.И. Модель кодирования временных интервалов активными агентами // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 117. - С.265-285.

Дата опубликования: 30.09.2025

Ключевые слова: ритмическая активность, кодирование времени, полуцентровый осциллятор, модель внутренних часов

Аннотация: Интервальное кодирование времени – способность воспринимать и оценивать длительность в диапазоне от секунд до минут – представляет собой один из ключевых когнитивных процессов, лежащих в основе адаптивного поведения живых организмов. Эта способность позволяет извлекать временные закономерности из окружающей среды, оптимизировать стратегии добычи ресурсов, координировать коммуникацию и формировать прогнозы о будущих событиях. В работе описана модель активного агента с внутренней структурой, представленной ансамблем, способным генерировать ритмическую активность в заданных временных интервалах. Ансамбль состоит из трёх узлов: полуцентрового осциллятора (два узла, возбуждающих друг друга в противофазе) и узла-триггера с памятью. Полуцентровый осциллятор возбуждает триггер, который накапливает возбуждение в памяти. При достижении возбуждением порогового значения триггер срабатывает и, тем самым, передаёт сигнал агенту. Частота активации триггера зависит от его параметров: весов рецепторов, коэффициента дисконтирования, порогового значения. Предложенная модель временного кодирования такими агентами демонстрирует свойства, характерные для биологических систем: соответствие закону Вебера (прямая зависимость дисперсии оценки от длительности сигнала), затухание памяти при отсутствии стимула, возврат к гомеостатическим параметрам, смещение оценок к средним значениям. Исследования в области биологически инспирированного кодирования интервалов не только углубляют понимание восприятия, оценки и прогнозирования времени, но и стимулируют разработку адаптивных систем ИИ, робототехники и интерфейсов «человек – машина».

Author(s): Zhilyakova L., Bazenkov N.

Article title: Model of encoding time intervals by active agents

Issue: 117

Year: 2025

Keywords: rhythmic activity, time coding, half-center oscillator, internal clock model

Abstract: Interval time coding, i.e. the ability to perceive and estimate duration in the range from seconds to minutes, is one of the key cognitive processes underlying the adaptive behavior of biological species. This ability allows individuals to extract temporal patterns from the environment, optimize resource extraction strategies, coordinate communication, and form forecasts about future events. The paper describes a model of an active agent with an internal structure represented by an ensemble capable of generating rhythmic activity in given time intervals. The ensemble consists of three nodes: a half-center oscillator (two nodes exciting each other in antiphase) and a trigger node with memory. The half-center oscillator excites a trigger that accumulates excitation in memory. When excitation reaches a threshold value, the trigger is activated and, thus, transmits a signal to the agent. The trigger activation frequency depends on its parameters: receptor weights, discount coefficient, threshold value. The proposed model of temporal coding by such agents demonstrates properties inherent in biological systems: compliance with Weber's law (direct dependence of the variation of the estimate on the duration of the signal), memory fading in the absence of a stimulus, a return to homeostatic parameters, and a shift in estimates to average values. Research in the field of biologically inspired interval coding not only deepens our understanding of time perception, evaluation, and prediction, but also stimulates the development of adaptive AI systems, robotics, and human-machine interfaces.