<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2022.877006</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Generation of a Dynamical Logic Gate From Unstable Dissipative Systems of Type 1</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Rivera-Dur&#x000F3;n</surname> <given-names>Roberto R.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1520313/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Sevilla-Escoboza</surname> <given-names>Ricardo</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Wang</surname> <given-names>Qui-Ling</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3"><sup>3</sup></xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Unmanned System Research Institute, Northwestern Polytechnical University</institution>, <addr-line>Xi&#x00027;an</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Centro Universitario de los Lagos, Universidad de Guadalajara</institution>, <addr-line>Lagos de Moreno</addr-line>, <country>Mexico</country></aff>
<aff id="aff3"><sup>3</sup><institution>College of Transportation, Chang&#x00027;an University</institution>, <addr-line>Xi&#x00027;an</addr-line>, <country>China</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Cristiana J. Silva, University of Aveiro, Portugal</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Jesus Manuel Munoz-Pacheco, Benem&#x000E9;rita Universidad Aut&#x000F3;noma de Puebla, Mexico; Viet-Thanh Pham, Ton Duc Thang University, Vietnam</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Roberto R. Rivera-Dur&#x000F3;n <email>rrrdrn&#x00040;gmail.com</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>This article was submitted to Optimization, a section of the journal Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>25</day>
<month>04</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>8</volume>
<elocation-id>877006</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>16</day>
<month>02</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>10</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2022 Rivera-Dur&#x000F3;n, Sevilla-Escoboza and Wang.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Rivera-Dur&#x000F3;n, Sevilla-Escoboza and Wang</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>The obtainment of a dynamical logic gate (DLG), which is a device capable of implementing several logic functions using the same model, has been one of the goals of the scientific community. Dynamical systems, specifically those that display chaotic behavior, have been widely used to emulate different logic gates which are the basis of general-purpose computing. In this study, we present a methodology based on unstable dissipative systems of type 1 (UDS-1), a kind of dynamical system capable of generating multi-scrolls and multi-stability. Using these two features, we codify inputs, subsequently, we get the adequate output, developing in this way a dynamical (reconfigurable) logic gate that performs any of the sixteen possible logic functions of two inputs. A highlight of the proposed methodology is that the selection of the desired logic gate is realized just by varying a couple of parameters.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>unstable dissipative systems</kwd>
<kwd>multi-stability</kwd>
<kwd>reconfigurable computing</kwd>
<kwd>reconfigurable logic gate</kwd>
<kwd>dynamical logic gate</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="8"/>
<table-count count="5"/>
<equation-count count="20"/>
<ref-count count="18"/>
<page-count count="10"/>
<word-count count="5171"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>In the last decades, a vast quantity of budget and effort has been invested to design and construct a unique device capable of implementing several logic gates into the same structure. In 1998, Sinha and Ditto showed the capacity of lattices of coupled logistic maps to emulate NOR gates, resulting in chaos computing [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. From this pioneering study, several schemes have been exploited, these include chaotic continuous and discrete dynamical systems [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]; piece-wise linear (PWL) systems [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]; resonators controlled by noise intensity [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]; cellular neuronal networks [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]; memristive devices [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], and doping-free bipolar junction transistors controlled by polarity [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. In chaos computing, chaotic elements are exploited to act as different logic functions by changing parameters so that these devices are more flexible than the silicon-based architectures.</p>
<p>On the other hand, multi-stability is intrinsically present in physics, chemistry, biology, among other fields [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. It is defined as the coexistence of multiple possible final stable states. The final state to which the system will converge depends on the initial conditions [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. In the dynamical systems field, multi-stability is an important feature related to dissipative systems. Unstable dissipative systems are those that have a focus-saddle equilibrium point responsible for stable and unstable manifolds, but also, the sum of their eigenvalues is negative [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>In most of the previously presented approaches related to chaos computing, the sensitivity to the initial conditions of chaotic elements is exploited to obtain logic gates; however, it could be a disadvantage when an experimental implementation is realized due to small variations in the voltages or a little differences in the tolerance of components. In this study, we present a methodology based on the capacity of displaying multi-stability of unstable dissipative systems of type 1 (UDS-1) to implement a dynamical logic gate (DLG), also known as a reconfigurable logic gate. In our proposed method, logic zeros and logic ones are codified through one of the clearly distinguishable possible final states of the multi-stable USD-1. Although we obtain logic gates using multi-stability, which is closely related to the initial conditions, we take advantage of the concept of the basin of attraction, so that a vast set of initial conditions will produce the same response in our system. This gives the advantage to our model of being easily reliable and repeatable. An important aspect of our methodology is that by just varying two parameters, we can get the complete spectrum of two-input logic functions (16 logic gates), which represents an advantage in terms of time and resources for the future electronic implementation of the model.</p>
<p>The remaining of this article is structured as follows: In Section 2, we provide the fundamental theory of UDS-1. Our proposed methodology is explained in Section 3. Results for the DLG are shown and discussed in Section 4. Finally, in Section 5, some conclusions about this article are given.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2. Unstable Dissipative Systems Fundamentals</title>
<p>In the same spirit of Campos-Cant&#x000F3;n et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>], let us consider the following dynamical system:</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M1"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the state vector, <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denotes a linear operator and it is a non-singular matrix. Also, let &#x0039B; &#x0003D; {&#x003BB;<sub>1</sub>, &#x003BB;<sub>2</sub>, &#x003BB;<sub>3</sub>} be the set of eigenvalues of matrix <italic><bold>A</bold></italic>.</p>
<p>The system given by Equation (1) is called an UDS-1, if the following two statements are satisfied:</p>
<list list-type="order">
<list-item><p>Focus-saddle equilibrium condition. The matrix <italic><bold>A</bold></italic> must possess one negative pure real eigenvalue &#x003BB;<sub>1</sub>, whereas &#x003BB;<sub>2,3</sub> are complex conjugate with a positive real part.</p></list-item>
<list-item><p>Dissipativity condition. The system is dissipative, if <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle class="text"><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Re</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list>
<p>Moreover, a UDS-1 is capable of displaying multi-scrolls if an adequate commutation control law is applied to it. A simple way to generate multi-scrolls consists of applying a PWL function to modify the system dynamics by changing the position of equilibrium points. Thus, if an additive term <italic>B</italic> is applied to Equation (1), it can be rewritten as:</p>
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M5"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a real vector, and it works as a discrete commutation function dependent on the state <italic>x</italic>. <italic>B</italic> changes depending on which domain <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02282;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> the trajectory is located. The main idea is dividing the full phase space into domains, in other words, <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. With this last regard, and supposing <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, then the switching function is given by:</p>
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M10"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Because <italic><bold>A</bold></italic> is a non-singular matrix, the equilibrium point of the system given by Equation (2) is located at <italic>x</italic><sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; &#x02212;<italic><bold>A</bold></italic><sup>&#x02212;1</sup><italic>B</italic>. Specifically, equilibrium points are <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <italic>i</italic> &#x0003D; 1, 2, &#x02026;, <italic>k</italic>. In this way, the system will have as equilibrium points as domains <inline-formula><mml:math id="M12"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are defined.</p>
</sec>
<sec sec-type="methods" id="s3">
<title>3. Methods</title>
<p>In order to design a DLG, we start considering the following system in its canonical form:</p>
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M13"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>whose eigenvalues are &#x0039B; &#x0003D; {&#x003BB;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x02212;0.6358, &#x003BB;<sub>2</sub> &#x0003D; 0.0679 &#x0002B; 0.8842<italic>i</italic>, &#x003BB;<sub>3</sub> &#x0003D; 0.0679 &#x0002B; 0.8842<italic>i</italic>}; and <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle class="text"><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Re</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Thus, system of Equation (4) satisfies the two conditions mentioned in Section 2 to classify it as a USD-1.</p>
<p>The next step in our methodology consists of forcing the system in Equation (4) to generate <italic>n</italic> scrolls. It is important to mention that the number of scrolls <italic>n</italic> to be generated can be arbitrarily chosen and increased, the only requirement is that <italic>n</italic> &#x02265; 2. In our case, we decide to generate three scrolls. Therefore, we add the commutation vector <italic>B</italic> to Equation (4) and we can rewrite it as:</p>
<disp-formula id="E5"><label>(5)</label><mml:math id="M15"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>as we desire to generate three scrolls, then the same quantity of equilibrium points are necessary and we want them arbitrarily located at <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which are equispaced only along the <italic>x</italic><sub>1</sub> plane. Also, let us remember that each equilibrium point is located in <inline-formula><mml:math id="M17"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, this leads to <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Hence, we need to define the switching function <italic>b</italic><sub>3</sub> and each &#x003B2;<sub><italic>i</italic></sub>, which are described as:</p>
<disp-formula id="E6"><label>(6)</label><mml:math id="M19"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the commutation surfaces among domains are located at -1.5 and 1.5 to preserve the shape and symmetry of the scrolls.</p>
<p>Up to now, we have constructed a UDS-1 with the capability of generating three scrolls. In <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> are plotted projections of the states of the system given by Equations (5) and (6) for several planes. The plot in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1A</xref> corresponds to the <italic>x</italic><sub>1</sub><italic>x</italic><sub>2</sub> plane, where it is possible to distinguish the three scrolls clearly. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1B</xref> is the projection onto the <italic>x</italic><sub>1</sub><italic>x</italic><sub>3</sub> plane; whereas <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1C</xref> shows the projection in the <italic>x</italic><sub>2</sub><italic>x</italic><sub>3</sub> plane.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Projections of the system given by equations. axplusbmethod and b3method onto the planes of <italic>R</italic><sup>3</sup>. The plot <bold>(A)</bold> corresponds to x<sub>1</sub>x<sub>2</sub> plane; <bold>(B)</bold> is the projection onto x<sub>1</sub><italic>x</italic><sub>3</sub> plane; and <bold>(C)</bold> is the projection in x<sub>2</sub>x<sub>3</sub> plane.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0001.tif"/>
</fig>
<p>The following step is controlling the system described by Equations (5) and (6) with the aim of transforming it into a multi-stable system. To achieve this goal, first, let us define the negative reciprocal of element <italic>a</italic><sub>33</sub> as &#x003BC; &#x0003D; &#x02212;1/<italic>a</italic><sub>33</sub>, and second, let us multiply the last row of matrix <italic>A</italic> and the switching function <italic>b</italic><sub>3</sub> times &#x003BC;.</p>
<disp-formula id="E7"><label>(7)</label><mml:math id="M20"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The parameter &#x003BC; induces multi-stability to the system but leaves the dissipativity unchanged. Now, each scroll we previously generated with the system described by Equations (5) and (6) have become a possible final stable state to which the system will converge depending on the initial conditions. In other words, the system will converge to one of these three scrolls depending on whether its initial condition belongs to the basin of attraction of the scroll. <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> shows these possible final states to which the system can converge. <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2A</xref> corresponds to the initial condition <italic>x</italic>(0) &#x0003D; (&#x02212;2.5, &#x02212;1, 0); <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2B</xref> to <italic>x</italic>(0) &#x0003D; (1.1, &#x02212;1, 0); and finally, <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2C</xref> to <italic>x</italic>(0) &#x0003D; (2.5, &#x02212;1, 0).</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Projections onto the x<sub>1</sub>x<sub>2</sub> plane of the three final possible attractors of the multi-stable system of equation (7). axplusbmultimethod. Plot <bold>(A)</bold> corresponds to the initial condition <italic>x</italic>(0) &#x0003D; (&#x02212;2.5, &#x02212;1, 0); Plot <bold>(B)</bold> to <italic>x</italic>(0) &#x0003D; (1.1, &#x02212;1, 0); and Plot <bold>(C)</bold> to <italic>x</italic>(0) &#x0003D; (2.5, &#x02212;1, 0).</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0002.tif"/>
</fig>
<p>To develop a system capable of emulating all possible two-input logic functions, we have built a simple three-node network in which each node is a multi-stable UDS-1 governed by Equation (7). The topology of this network is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. Node 1 and node 2 act as inputs, whereas node 3 works as the output of the DLG. In the example, we are using to explain our methodology, the number of scrolls matches with the number of nodes in the network, but there is no relationship between these two quantities.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>Topology of the three-node network used to develop a dynamical logic gate (DLG).</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0003.tif"/>
</fig>
<p>As it was previously explained, the multi-stable UDS-1 of Equation (7) can converge to three final attractors depending on the initial conditions, in such a way that we can choose two of these attractors to codify logical zeros and ones. Arbitrarily, we decide that if the multi-stable UDS-1 is converging to the left attractor (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2A</xref>), then it will represent a logical zero. On the other hand, if the multi-stable UDS-1 is converging to the right attractor (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2C</xref>), then this will be coded as a logical one. The initial condition (<italic>x</italic><sub>0</sub>, <italic>y</italic><sub>0</sub>, <italic>z</italic><sub>0</sub>) &#x0003D; (&#x02212;3, 0, 0) and (<italic>x</italic><sub>0</sub>, <italic>y</italic><sub>0</sub>, <italic>z</italic><sub>0</sub>) &#x0003D; (3, 0, 0) belong to the basin of attraction of the left and right attractor, respectively. Thus, we can define the target point (<italic>x, y, z</italic>) &#x0003D; (<italic>I</italic><sub>1,2</sub> &#x02208; {&#x02212;3, 3}, 0.001, 0) to be reached through feedback control. Taking these assumptions into consideration, the dynamics of node 1 acting as the first input is described by:</p>
<disp-formula id="E8"><label>(8)</label><mml:math id="M21"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E9"><label>(9)</label><mml:math id="M22"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x01E8F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>001</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E10"><label>(10)</label><mml:math id="M23"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x0017C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the switching function <italic>b</italic><sub><italic>n</italic>1</sub> is:</p>
<disp-formula id="E11"><label>(11)</label><mml:math id="M24"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The dynamics of node 2 which works as the second input is given by:</p>
<disp-formula id="E12"><label>(12)</label><mml:math id="M25"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E13"><label>(13)</label><mml:math id="M26"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x01E8F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>001</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E14"><label>(14)</label><mml:math id="M27"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x0017C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>whose commutation function is:</p>
<disp-formula id="E15"><label>(15)</label><mml:math id="M28"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>How input node 1 and node 2 interconnect with the output node 3 considers the following linear affined system:</p>
<disp-formula id="E16"><label>(16)</label><mml:math id="M29"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold-italic">i</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a column vector whose elements <italic>I</italic><sub>1,2</sub> &#x02208; {&#x02212;3, 3}; <inline-formula><mml:math id="M31"><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and &#x003B3; &#x02208; &#x0211D; are system parameters to be adjusted to obtain the desired logic gate. Function <italic>h</italic> results from summing the scalar product <bold>&#x003B1;</bold>&#x000B7;<bold>i</bold> plus an offset given by &#x003B3;. The output of the system is ruled by:</p>
<disp-formula id="E17"><label>(17)</label><mml:math id="M32"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003BA; &#x02208; &#x0211D; is defined as a threshold.</p>
<p>Therefore, the dynamics of node 3 behaving as output is governed by:</p>
<disp-formula id="E18"><label>(18)</label><mml:math id="M33"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x01E8B;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x01E8F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>001</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x0017C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with the function <italic>b</italic><sub><italic>n</italic>3</sub> governed by:</p>
<disp-formula id="E19"><label>(19)</label><mml:math id="M34"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The networked system described by Equations (10)&#x02013;(19) emulates any of the possible sixteen two-input logic functions whose truth tables appear in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. &#x022A5; represents the contradiction or null; <italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub>, AND; <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, inhibition of <italic>I</italic><sub>2</sub>; <italic>I</italic><sub>1</sub>, transfer of <italic>I</italic><sub>1</sub>; <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, inhibition of <italic>I</italic><sub>1</sub>; <italic>I</italic><sub>2</sub>, transfer of <italic>I</italic><sub>2</sub>; <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>2</sub>, XOR; <italic>I</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub>2</sub>, OR; <inline-formula><mml:math id="M37"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, NOR; <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02295;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, XNOR; <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, complement of <italic>I</italic><sub>2</sub>; <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, implication (<italic>I</italic><sub>2</sub> implies <italic>I</italic><sub>1</sub>); <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, complement of <italic>I</italic><sub>1</sub>; <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, implication (<italic>I</italic><sub>1</sub> implies <italic>I</italic><sub>2</sub>); <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, NAND; &#x022A4;, tautology or identity.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Truth tables for all the sixteen possible two-input logic functions expressed in Boolean variables (0 and 1).</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead><tr>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>&#x022A5;</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M44"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M45"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr style="border-bottom: thin solid #000000;">
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr> <tr style="border-bottom: thin solid #000000;">
<td valign="top" align="center"><italic>I</italic><sub>1</sub></td>
<td valign="top" align="center"><italic>I</italic><sub>2</sub></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M46"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M47"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02295;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M48"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M50"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M51"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M52"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">&#x022A4;</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The selection of logic gate functionality is realized by adjusting system parameters &#x003B1;<sub>1</sub>, &#x003B1;<sub>2</sub>, &#x003B3;, and &#x003BA; so that Equations (16) and (17) are satisfied simultaneously. Depending on the values of <italic>I</italic><sub>1</sub> and <italic>I</italic><sub>2</sub>, Equation (16) will have one of the results shown in the third column of <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>. These results will fall or will not be inside the interval (&#x02212;&#x003BA;, &#x003BA;) according to the truth table of the desired logic function we desire to obtain. If <italic>h</italic> of Equation (16) falls in the open interval (&#x02212;&#x003BA;, &#x003BA;) defined in Equation (17), then <italic>I</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 3 which represents a logical one and the output node 3 will converge to the left attractor; otherwise, <italic>I</italic><sub>3</sub> &#x0003D; &#x02212;3 what is defined as a logical zero and the output node 3 will converge to the right attractor.</p>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Values of <italic>h</italic>(<italic>I</italic><sub>1</sub>, <italic>I</italic><sub>2</sub>) in Equation 16.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead><tr>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>h</italic>(<italic>I</italic><sub>1</sub>, <italic>I</italic><sub>2</sub>)</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">-3</td>
<td valign="top" align="center">-3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3&#x003B1;<sub>1</sub>&#x02212;3&#x003B1;<sub>2</sub>&#x0002B;&#x003B3;</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">-3</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3&#x003B1;<sub>1</sub>&#x0002B;3&#x003B1;<sub>2</sub>&#x0002B;&#x003B3;</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">-3</td>
<td valign="top" align="center">3&#x003B1;<sub>1</sub>&#x02212;3&#x003B1;<sub>2</sub>&#x0002B;&#x003B3;</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">3&#x003B1;<sub>1</sub>&#x0002B;3&#x003B1;<sub>2</sub>&#x0002B;&#x003B3;</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>In the following lines, we briefly explain the selection of parameters for the case of the AND (<italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub>) gate, but an analog procedure is necessary for the rest of the logic gates. First, we fix the threshold &#x003BA; &#x0003D; 3. According to the truth table of AND gate shown in the fourth upper column of <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, only when <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 3 and <italic>I</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 3, the sum <italic>h</italic> must fall inside the interval (&#x02212;3, 3); the remaining combinations of <italic>I</italic><sub>1</sub> and <italic>I</italic><sub>2</sub> will fall outside (&#x02212;3, 3). In such a way, the following inequalities must be accomplished simultaneously:</p>
<disp-formula id="E20"><label>(20)</label><mml:math id="M62"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02228;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02228;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02228;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>After algebraic calculations, it is possible to determine that &#x003B1;<sub>1</sub> &#x0003D; 0.3, &#x003B1;<sub>2</sub> &#x0003D; 0.5, and &#x003B3; &#x0003D; &#x02212;4.0 are one of the several combinations that satisfy the corresponding inequalities in the system Equation (20).</p>
</sec>
<sec sec-type="results" id="s4">
<title>4. Results</title>
<p>The parameter selection is not unique, there are several combinations of &#x003B1;<sub>1</sub>, &#x003B1;<sub>2</sub>, &#x003B3;, and &#x003BA; that can satisfy Equations (16) and (17). For this reason, we utilized a computer code to determine the set of system parameters to obtain each of the sixteen two-input logic functions for a constant value of &#x003BA; &#x0003D; 3. After inspecting the results, we noticed that the value of &#x003B1;<sub>1</sub> &#x0003D; 0.3 appeared in all the cases, therefore, we can assume that &#x003B1;<sub>1</sub> is constant too. This last represents an advantage because the functionality of the DLG only depends on the values of &#x003B1;<sub>2</sub> and &#x003B3;, which can result in the optimization of time and resources in the future experimental realization of the DLG. A map for parameters &#x003B1;<sub>2</sub> and &#x003B3; to select functionality of DLG is shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>. The complete list of the system parameters that we used to emulate each logic function is shown in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>, it is important to remark that in all the cases &#x003BA; &#x0003D; 3 and &#x003B1;<sub>1</sub> &#x0003D; 0.3.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>Figure 4</label>
<caption><p>Map of regions for parameters &#x003B1;<sub>2</sub> and &#x003B3; of DLG.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0004.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>List of the system parameters &#x003B1;<sub>2</sub> and &#x003B3; used to emulate each logic function.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead><tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Logic function</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>&#x022A5;</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mtext></mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M54"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mtext></mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B1;<sub>2</sub></td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">-0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">-0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.8</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
</tr>
<tr style="border-bottom: thin solid #000000;">
<td valign="top" align="left">&#x003B3;</td>
<td valign="top" align="center">4.5</td>
<td valign="top" align="center">-4.0</td>
<td valign="top" align="center">-4.0</td>
<td valign="top" align="center">-3.0</td>
<td valign="top" align="center">4.0</td>
<td valign="top" align="center">-3.0</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">-2.0</td>
</tr> <tr style="border-bottom: thin solid #000000;">
<td valign="top" align="left"><bold>Logic function</bold></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M55"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M56"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02295;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M57"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M58"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M59"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M60"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M61"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">&#x022A4;</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B1;<sub>2</sub></td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">-0.8</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">-0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">-0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B3;</td>
<td valign="top" align="center">4.0</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">3.0</td>
<td valign="top" align="center">-2.0</td>
<td valign="top" align="center">3.0</td>
<td valign="top" align="center">1.0</td>
<td valign="top" align="center">2.0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>We can compare our proposal with respect to other approaches to measure the benefits between the achieved logic gates and the number of parameters to be configured. In this sense, <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref> shows a comparative frame among previously presented studies and our proposal of DLG. From this table, it is possible to observe that [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>] achieves only a pair of logic gates (AND, OR) by varying the resonator&#x00027;s operation parameters. The study in Peng et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] obtains seven logic gates (&#x022A5;, AND, OR, NAND, NOR, XOR, &#x022A4;) by tuning three parameters. Eleven logic gates (&#x022A5;, AND, OR, NAND, NOR, XNOR, <italic>I</italic><sub>2</sub>, <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M64"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M65"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, &#x022A4;) were achieved in Li et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>] by varying a single parameter. Special mention deserves the work done in Peng et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], in which authors got all the possible two-input logic gates as well as we did in our approach through the tuning of a pair of parameters.</p>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Table 4</label>
<caption><p>Comparative frame among several approaches already presented and our proposal of DLG.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead><tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Reference</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Number of obtained logic gates</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Number of parameters to configure</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">Li et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">11</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Peng et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">7</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Peng et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">2</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Guerra et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">2</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Rivera-Dur&#x000F3;n <italic>et al</italic>.</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">2</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Numerical simulations were realized to prove the correct performance of the developed DLG. We started simulations letting the three nodes behave freely so that &#x003BC; &#x0003D; 1 and they are not in a multi-stable regime for time 0 &#x02264; <italic>t</italic> &#x02264; 500. Then, we set &#x003BC; &#x0003D; &#x02212;1/0.5 to get multi-stability in all the nodes, and we configured <italic>I</italic><sub>1</sub> of node 1 to be <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x0003D; &#x02212;3 for 500 &#x0003C; <italic>t</italic> &#x02264; 1500 and <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 3 for 1500 &#x0003C; <italic>t</italic> &#x02264; 2500; in analogous way, <italic>I</italic><sub>2</sub> of the node 2 was configured to be <italic>I</italic><sub>2</sub> &#x0003D; &#x02212;3 for <italic>t</italic> &#x02208; {(500, 1000] &#x0222A; (1500, 2000]}, and <italic>I</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 3 for <italic>t</italic> &#x02208; {(1000, 1500] &#x0222A; (2000, 2500]}. In this way, the four possible combinations of <italic>I</italic><sub>1</sub> and <italic>I</italic><sub>2</sub> shown in the first two columns of <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> were accomplished. The plots of the temporal evolution of the input node 1 are shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5A</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F6">6A</xref>, whereas the plots in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5B</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F6">6B</xref> correspond to the temporal evolution of input node 2. The behavior of the output node 3 is plotted in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref>. &#x022A5; is represented in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5C</xref>; <italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5D</xref>; <inline-formula><mml:math id="M66"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5E</xref>; <italic>I</italic><sub>1</sub> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5F</xref>; <inline-formula><mml:math id="M67"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5G</xref>; <italic>I</italic><sub>2</sub> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5H</xref>; <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>2</sub> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5I</xref>; <italic>I</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub>2</sub> in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5J</xref>; <inline-formula><mml:math id="M68"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6C</xref>; <inline-formula><mml:math id="M69"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02295;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6D</xref>; <inline-formula><mml:math id="M70"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6E</xref>; <inline-formula><mml:math id="M71"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6F</xref>; <inline-formula><mml:math id="M72"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6G</xref>; <inline-formula><mml:math id="M73"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6H</xref>; <inline-formula><mml:math id="M74"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6I</xref>; &#x022A4; in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6J</xref>. From <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref> is possible to note the fast response time of the output node, this is because of the control law we added which yields the system to an initial condition into the basin of attraction of the desired attractor but also, this control law avoids falling in any of the equilibrium points of the system.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>Figure 5</label>
<caption><p>Temporal evolution of the input nodes and for the output node emulating the logic functions shown in the upper part of Table Truth Tables. The plot in <bold>(A)</bold> corresponds to the input node 1. Plot <bold>(B)</bold> corresponds to the temporal evolution of input node 2. bot is represented in plot <bold>(C)</bold>; I<sub>1</sub>I<sub>2</sub> in plot <bold>(D)</bold>; I<sub>1</sub>I<sub>2</sub>&#x00027; in plot <bold>(E)</bold>; I<sub>1</sub> in plot <bold>(F)</bold>; I<sub>1</sub>&#x00027;I<sub>2</sub> in plot <bold>(G)</bold>; I<sub>2</sub> in plot <bold>(H)</bold>; I<sub>1</sub> plus I<sub>2</sub> in plot <bold>(I)</bold>; I<sub>1</sub>&#x0002B;I<sub>2</sub> in plot <bold>(J)</bold>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0005.tif"/>
</fig>
<fig id="F6" position="float">
<label>Figure 6</label>
<caption><p>Temporal evolution of the input nodes and for the output node emulating the logic functions shown in the lower part of Table TruthTables. The plot in <bold>(A)</bold> corresponds to the input node 1. Plot <bold>(B)</bold> corresponds to the temporal evolution of input node 2. (I<sub>1</sub>&#x0002B;I<sub>2</sub>)&#x00027; in plot <bold>(C)</bold>; (I<sub>1</sub> &#x02295; I<sub>2</sub>)&#x00027; in plot <bold>(D)</bold>; I<sub>2</sub>&#x00027; in plot <bold>(E)</bold>; I<sub>1</sub> &#x0002B; I<sub>2</sub>&#x00027; in plot <bold>(F)</bold>; I<sub>1</sub>&#x00027; in plot <bold>(G)</bold>; I<sub>1</sub>&#x00027; &#x0002B; I<sub>2</sub> in plot <bold>(H)</bold>; (I<sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub>)&#x00027; in plot <bold>(I)</bold>; top in plot <bold>(J)</bold>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0006.tif"/>
</fig>
<p>Now, let us implement a full adder to prove the performance of the DLG when it is executing compound functions. The full adder is a combinational circuit that realizes the arithmetical sum of three bits. <italic>I</italic><sub>1</sub> and <italic>I</italic><sub>2</sub> are the bits to be added, whereas <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub> is the input carry bit coming from a previous sum. Due to the sum of three bits varies from 0 to 3, the circuit needs two bits to correctly represent the addition; these bits are <italic>S</italic> and <italic>C</italic><sub><italic>out</italic></sub>, which are the sum and the output carry, respectively. The truth table for the full adder is shown in <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref>. From the truth table is possible to determine the logic functions <italic>S</italic> &#x0003D; <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>2</sub> and <italic>C</italic><sub><italic>out</italic></sub> &#x0003D; <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub><italic>I</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub><italic>I</italic><sub>2</sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub>. The logic diagram to configure the full adder consists of seven logic gates (<italic>G</italic><sub>1</sub> to <italic>G</italic><sub>7</sub>), and it is displayed in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref>. Again, we launched the numerical simulations with all the nodes behaving freely so that &#x003BC; &#x0003D; 1 and they are not in a multi-stable regime for time 0 &#x02264; <italic>t</italic> &#x02264; 250, after this time, we set &#x003BC; &#x0003D; &#x02212;1/0.5 to get multi-stability in all the nodes. To achieve the eight possible combinations in the inputs of the full adder, we proceeded as follows: first, we configured <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub> at node 1 to be <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub> &#x0003D; &#x02212;3 for 250 &#x0003C; <italic>t</italic> &#x02264; 1250 and <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub> &#x0003D; 3 for 1250 &#x0003C; <italic>t</italic> &#x02264; 2250; second, <italic>I</italic><sub>1</sub> at the node 2 was configured to be <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x0003D; &#x02212;3 for <italic>t</italic> &#x02208; {(250, 750] &#x0222A; (1250, 1750]}, and <italic>I</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 3 for <italic>t</italic> &#x02208; {(750, 1250] &#x0222A; (1750, 2250]}; finally, <italic>I</italic><sub>2</sub> at node 3 was fixed to be <italic>I</italic><sub>2</sub> &#x0003D; &#x02212;3 for <italic>t</italic> &#x02208; {(250, 500] &#x0222A; (750, 1000] &#x0222A; (1250, 1500] &#x0222A; (1750, 2000]}, and <italic>I</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 3 for <italic>t</italic> &#x02208; {(500, 750] &#x0222A; (1000, 1250] &#x0222A; (1500, 1750] &#x0222A; (2000, 2250]}. The temporal evolution of the full adder is plotted in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>. The plots in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figures 8A&#x02013;C</xref> correspond to <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub>, <italic>I</italic><sub>1</sub>, and <italic>I</italic><sub>2</sub>, respectively. <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8D</xref> displays the behavior of <italic>G</italic><sub>1</sub> which is configured as XOR gate (<italic>I</italic><sub>1</sub> &#x02295; <italic>I</italic><sub>2</sub>). <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8E</xref> shows the evolution of the AND gate <italic>G</italic><sub>2</sub> (<italic>I</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub>2</sub>). In <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8F</xref> is plotted the AND gate <italic>G</italic><sub>3</sub> (<italic>I</italic><sub>1</sub><italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub>). <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8G</xref> is showing the evolution of the AND gate <italic>G</italic><sub>4</sub> (<italic>I</italic><sub>2</sub><italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub>). <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8H</xref> shows the temporal evolution of <italic>G</italic><sub>5</sub> configured as OR gate and which receives in its inputs the signals coming from <italic>G</italic><sub>2</sub> and <italic>G</italic><sub>3</sub>. The signal coming from <italic>G</italic><sub>4</sub> and <italic>G</italic><sub>5</sub> are received by <italic>G</italic><sub>6</sub> and whose output corresponds to <italic>C</italic><sub><italic>out</italic></sub>, this is shown in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8I</xref>. Finally, <italic>G</italic><sub>7</sub> processes the signal coming from <italic>G</italic><sub>1</sub> and <italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub> and its output results in the sum <italic>S</italic>, which is plotted in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8J</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Table 5</label>
<caption><p>The truth table for the full adder.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead><tr>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>C</italic><sub><italic>in</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>I</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>C</italic><sub><italic>out</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><italic><bold>S</bold></italic></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p><italic>The three first columns correspond to the inputs, whereas the remaining ones, to the outputs</italic>.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<fig id="F7" position="float">
<label>Figure 7</label>
<caption><p>Logic diagram of the full adder whose truth table is shown in <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0007.tif"/>
</fig>
<fig id="F8" position="float">
<label>Figure 8</label>
<caption><p>Temporal evolution of the nodes in the full adder. The plot <bold>(A)</bold> corresponds to C<sub><italic>in</italic></sub>; <bold>(B)</bold> to I<sub>1</sub>; <bold>(C)</bold> to I<sub>2</sub>; <bold>(D)</bold> to G<sub>1</sub>; <bold>(E)</bold> to G<sub>2</sub>; <bold>(F)</bold> to G<sub>3</sub>; <bold>(G)</bold> to G<sub>4</sub>; <bold>(H)</bold> to G<sub>5</sub>; <bold>(I)</bold> to G<sub>6</sub> which is C<sub><italic>out</italic></sub>; and <bold>(J)</bold> to G<sub>7</sub> which is the sum S.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-877006-g0008.tif"/>
</fig>
<p>Our proposal of DLG can be taken into an electronic realization through currently available electronic components. Since the core of DLG is composed of three ordinary differential equations, they can be implemented using operational amplifiers (OP-AMP) in the basic configurations (integrator, inverted adder, and inverted), resistors, and capacitors. From an engineering viewpoint, the computational complexity and hardware cost to implement a DLG through a three-node network could be elevated compared with the current logic devices. For this reason, we have as future work to achieve the same results here reported but just using a single UDS-1 for each DLG, which will decrease the prices and the design tasks. However, our approach has the advantage that the programming to implement several functions can be quite quick and it can be done on the fly. Also, another advantage we can elucidate is related to a research issue; whereas in the traditional digital logic devices, as the FPGAs, the states updating is governed by a master clock so that the updating occurs in a synchronous way; in our device, we can add a delay element to investigate autonomous Boolean networks, a kind of dynamical system where the state updating happens when there exists a transition in any input. In this way, we can study the effect of delays in autonomous Boolean networks.</p>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s5">
<title>5. Conclusion</title>
<p>We presented a methodology to design a DLG using a multi-stable UDS-1. We constructed a three-node network of multi-stable UDS-1. In this topology, a couple of nodes act as inputs of the logic gate, whereas the remaining node is the output or response. Using a pair of the different final states (attractors) of the multi-stable system, we were able to codify Boolean ones and zeros, and subsequently, we obtain the adequate response to emulate all the possible two-input logic functions (16 logic gates). We are sure that our results are relevant because we just need to adjust a pair of parameters to select the functionality of the DLG, this could be important in terms of time and cost in the future experimental realization of this DLG.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author/s.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author Contributions</title>
<p>RR-D was involved in methodology conceptualization, numerical simulations, writing the original draft, reviewing and editing the manuscript. RS-E is responsible for numerical simulations, validation, reviewing and editing the manuscript. Q-LW responsible for numerical simulations, validation, data visualization, and reviewing and editing the manuscript. All authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>RS-E acknowledges support from Consejo Nacional de Ciencia y Tecnolog&#x000ED;a call SEP-CONACYT/CB-2016-01, grant number 285909.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s9">
<title>Publisher&#x00027;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamics based computation</article-title>. <source>Phys Rev Lett.</source> (<year>1998</year>) <volume>81</volume>:<fpage>2156</fpage>&#x02013;<lpage>9</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Computing with distributed chaos</article-title>. <source>Phys Rev E.</source> (<year>1999</year>) <volume>60</volume>:<fpage>363</fpage>&#x02013;<lpage>77</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.60.363</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">11969770</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Munakata</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Chaos computing: implementation of fundamental logical gates by chaotic elements</article-title>. <source>IEEE Trans Circ Syst I Fundam Theory Appl.</source> (<year>2002</year>) <volume>49</volume>:<fpage>1629</fpage>&#x02013;<lpage>33</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCSI.2002.804551</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Murali</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Implementation of NOR gate by a chaotic chua&#x00027;s circuit</article-title>. <source>Int J Bifurcat Chaos.</source> (<year>2003</year>) <volume>13</volume>:<fpage>2669</fpage>&#x02013;<lpage>72</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0218127403008053</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Murali</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Construction of a reconfigurable dynamic logic cell</article-title>. <source>Pramana.</source> (<year>2005</year>) <volume>64</volume>:<fpage>433</fpage>&#x02013;<lpage>41</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF02704569</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Murali</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Miliotis</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name> <name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Logic from nonlinear dynamical evolution</article-title>. <source>Phys Lett A.</source> (<year>2009</year>) <volume>373</volume>:<fpage>1346</fpage>&#x02013;<lpage>51</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physleta.2009.02.026</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Li</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Yang</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Hui</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Yu</surname> <given-names>W</given-names></name> <name><surname>Kurths</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Peng</surname> <given-names>H</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>A reconfigurable logic cell based on a simple dynamical system</article-title>. <source>Math Probl Eng.</source> (<year>2013</year>) <volume>2013</volume>:<fpage>735189</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2013/735189</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Peng</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Yang</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Li</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Luo</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>Harnessing piecewise-linear systems to construct dynamic logic architecture</article-title>. <source>Chaos Interdiscipl J Nonlin Sci.</source> (<year>2008</year>) <volume>18</volume>:<fpage>033101</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.2953494</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">19045439</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Peng</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Li</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Yang</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>X</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamic logic architecture based on piecewise-linear systems</article-title>. <source>Phys Lett A.</source> (<year>2010</year>) <volume>374</volume>:<fpage>1450</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0046968</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">34241282</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Guerra</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Bulsara</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Ditto</surname> <given-names>W</given-names></name> <name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Murali</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Mohanty</surname> <given-names>P</given-names></name></person-group>. <article-title>A noise-assisted reprogrammable nanomechanical logic gate</article-title>. <source>Nano Lett.</source> (<year>2010</year>) <volume>10</volume>:<fpage>1168</fpage>&#x02013;<lpage>71</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/nl9034175</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20218630</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yuan</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Implementation and improvement of dynamic logic gates based on cellular neural networks</article-title>. In: <source>2012 Fifth International Workshop on Chaos-fractals Theories and Applications.</source> (<publisher-loc>Dalian</publisher-loc>) (<year>2012</year>). p. <fpage>99</fpage>&#x02013;<lpage>103</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rothenbuhler</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Tran</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Smith</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Saxena</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Campbell</surname> <given-names>K</given-names></name></person-group>. <article-title>Reconfigurable threshold logic gates using memristive devices</article-title>. In: <source>2012 IEEE Subthreshold Microelectronics Conference (SubVT).</source> <publisher-loc>Waltham, MA</publisher-loc> (<year>2012</year>). p. <fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>3</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>James</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Krestinskaya</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Maan</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Recursive threshold logica bioinspired reconfigurable dynamic logic system with crossbar arrays</article-title>. <source>IEEE Trans Biomed Circ Syst.</source> (<year>2020</year>) <volume>14</volume>: <fpage>1311</fpage>&#x02013;<lpage>22</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TBCAS.2020.3027554</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">32991290</pub-id></citation></ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sahu</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Kumar</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Tiwari</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Performance investigation of universal gates and ring oscillator using doping-free bipolar junction transistor</article-title>. In: <source>2020 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW).</source> <publisher-loc>Honolulu, HI</publisher-loc> (<year>2020</year>). p. <fpage>125</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hens</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Dana</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Feudel</surname> <given-names>U</given-names></name></person-group>. <article-title>Extreme multistability: attractor manipulation and robustness</article-title>. <source>Chaos Interdiscipl J Nonlin Sci.</source> (<year>2015</year>) <volume>25</volume>:<fpage>053112</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4921351</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">26026324</pub-id></citation></ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pisarchik</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Feudel</surname> <given-names>U</given-names></name></person-group>. <article-title>Control of multistability</article-title>. <source>Phys Rep.</source> (<year>2014</year>) <volume>540</volume>:<fpage>167</fpage>&#x02013;<lpage>218</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physrep.2014.02.007</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Campos-Cant&#x000F3;n</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Femat</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Chen</surname> <given-names>G</given-names></name></person-group>. <article-title>Attractors generated from switching unstable dissipative systems</article-title>. <source>Chaos: Interdis J Nonlin Sci</source>. (<year>2012</year>) <volume>22</volume>:<fpage>033121</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4742338</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">23020460</pub-id></citation></ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Campos-Cant&#x000F3;n</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Barajas-Ram&#x000ED;rez</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Sol&#x000ED;s-Perales</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Femat</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Multiscroll attractors by switching systems</article-title>. <source>Chaos: Interdis J Nonlin Sci</source>. (<year>2010</year>) <volume>20</volume>:<fpage>013116</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3314278</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20370271</pub-id></citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>