Hvad er Bionics "Perpet

Hvad er Bionics.

Læseren af ​​Oberst Engineer-brochuren. Blandt industrierne er det sagt i en brochure, hvor de opnåede data kan anvendes, radar, kommunikation, infrarødt udstyr, elektroniske computermaskiner har størst betydning. Forfatteren viser overbevisende, at Bionics konklusioner er i stand til at spille en vigtig rolle i udviklingen af ​​militært udstyr - detektion, kommunikation, ledelse, automatiseringsudstyr.

Brochuren er designet til masselæseren.

Cybernetics bliver stadig mere populær - videnskaben af ​​videnskab født i de første år efter anden verdenskrig. Det er involveret i matematisk forskning af ledelses- og kommunikationsprocesser i levende organismer og automatiske enheder. Denne videnskabelige retning opstod ved krydset af nøjagtige, tekniske og biologiske videnskaber, matematik, fysik, ingeniører, biologer, læger, sprogkundskaber deltog i oprettelsen og udviklingen. Siden Cybernetics til studiet af forvaltning og struktur af kontrolsystemer af de mest forskellige naturbyer ved hjælp af matematiske metoder kan den kun udvikle sig på grundlag af hele den scurried inden for sandsynlighedsteori, differentialligninger, matematisk logik, informationsteori.

Det første arbejde, hvor der blev forsøgt at systematisere grundlaget for Cybernetics, var bogen af ​​American Mathematics N. Wiener "cybernetics eller ledelse og kommunikation i dyret og maskinen" (1948). Amerikanske forskere K. Shannon, A. Rosenblut og andre deltog i udviklingen af ​​de vigtigste ideer, der er beskrevet i denne bog.

Udviklingen af ​​matematiske discipliner, der spiller en stor rolle i cybernetiske undersøgelser, har ydet et væsentligt bidrag til de vidunderlige russiske forskere A. A. Markov, A. N. Kolmogorov, N. N. Bogolyubov. Selv før den endelige dannelse af Cybernetics som Science B. A. KOTELNIKOV gennemførte dybe undersøgelser af den generelle kommunikationsteori, A. Ya. Hinchin gav streng matematisk fortolkning af teorien om information.

Hvad er nyt i princippet om spørgsmål af spørgsmål med cybernetics? Det betragter de ledelsesopgaver generelt uden at indtaste detaljerne om en bestemt enhed af individuelle mekanismer, noder osv. Det samme i kommunikationsteorien. Spørgsmål løses af cybernetik uden afklaring, til hvilke typer kommunikation de omfatter - til telegraf, radio, telefon eller andre. Som et resultat af en sådan formulering synes muligheden for under en vis synsvinkel at overveje generel i processerne for ledelsen og kommunikationen i maskiner og organismer, at udføre analogier mellem computerudstyr og den menneskelige hjerne.

Vi kender alle sådanne tekniske maskiner som lokomotivhastighedsregulator, værktøjsmaskiner, automatiske telefonudvekslinger, strømnetkontrolmaskiner, nukleare reaktionskontrolmaskiner, automatiske meteorologiske stationer, autopiloter. Aptionens handlinger kan programmeres, såsom maskinens funktion. Men der er automata i stand til at udføre

En række opgaver afhængigt af eksterne forhold

. Disse omfatter autopiloter installeret på moderne fly og auto-power, der er beregnet til den automatiske retention af skibet ved direkte kursus.

Lad os forklare princippet om handling af sådanne automata på eksemplet på autoforfatteren (figur 1). Under påvirkning af mange forstyrrende faktorer (bølger, vind) kan skibet afvige fra det specificerede kursus. Det følsomme element er Gyrocompas - vurderer størrelsen og retningen af ​​afvigelse fra kurset, og på sensoren producerer et signal, der er proportional med denne afvigelse. Dette signal gennem mellemliggende links går ind i specielle indretninger, der producerer kommandoer i form af elektrisk spænding, styring af aktuatorens drift. Under virkningen af ​​den påførte spænding kommer motoren i bevægelse, og gennem den mekaniske transmission producerer et styrehjul til siden modsat for at ændre kurset. Efter flere styrehjulstole kommer skibet ud til det angivne kursus, og alle kontrolelementer i auto-effekten indtager startpositionen.

Fig. en. Ordning af auto-rubel skib

Vi er stoppet i detaljer om Auto-forfatterens handling, fordi det er tydeligt synligt i karakter og funktioner i de såkaldte feedbacksystemer, der tiltrækker og cybernetik.

Koncept af feedback.

Det anses for at være almindeligt for teknologi og biologi. Feedbackprincippet anvendes for eksempel i et system, der styrer en persons ligevægt. Den afgørende rolle, som omvendte forbindelser i opførelsen og reguleringen af ​​levende organismers bevægelser blev etableret i slutningen af ​​tyverne sovjetiske forskere.

I fig. 2 viser det strukturelle diagram af feedback-enheden. Dens handling er let at præcisere på samme eksempel med auto-elementet. I diagrammet A (t) -kursus, B (t) -Really modstå retning. Feedbackkanalen til sammenligningselementet med signalet fra udgangen tilføres, og hvis B (t) adskiller sig fra den angivne retning, fremstilles mismatchsignalet svarende til en (t) -b (t), som er forbedret i forstærkeren. Det påvirker det for at reducere mismatchet til nul. Når mismatchet i fravær af eksterne påvirkninger har tendens til nul, kaldes feedback negativ.

Fig. 2. Strukturelt diagram over feedback-enhed

En sådan tilbagemelding er vigtig ikke kun for gennemførelsen af ​​forskellige bevægelser af levende organisme, men også til gennemførelse af fysiologiske processer i den, for at fortsætte sit liv selv. Sandt nok handler disse feedbacks langsomt end tilbagemelding af bevægelser og poser.

Det er kendt som den stramme ramme for eksistensen af ​​det højeste dyr ud fra temperaturens synspunkt, metabolisme osv. Ændringen i kropstemperaturen med halvgrader betragtes som et tegn på sygdommen og ændringen i temperaturen på Fem grader udgør kroppens liv.

Meget strenge krav til osmotisk blodtryk og koncentration i it-hydrogenioner. Kroppen skal have et vist antal leukocytter til beskyttelse mod infektion, calciumudvekslingen skal være, at knoglerne ikke blødgør, og vævene ikke er kalcineret.

Mange andre eksempler, der viser, at der er et stort antal termostater, automatiske regulatorer og andre feedback-enheder i menneskekroppen.

De ville være nok til en stor kemisk virksomhed.

Sammenligning af styringssystemerne i levende organisme og bilen blev forskere tvunget til at være tættere "peering" i essensen af ​​de slags "enheder", med hvilke dyr og planter opfatter, analyserer, transmitterer information. Data på enheden af ​​sådanne "enheder" kan være yderst vigtige for udviklingen af ​​mange nye filialer - kommunikation, steder, automatisering, infrarødt udstyr mv. Som følge heraf forekom en ny videnskabsretning, der er involveret i undersøgelsen af ​​biologiske processer og enheder af levende organismer for at få nye funktioner til løsning af tekniske og tekniske opgaver. Denne nye gren af ​​videnskaben er blevet kaldt Bionics. Dens navn kommer fra det græske ord bion, hvilket betyder et livselement (det vil sige elementet i det biologiske system).

Mange specialister overvejer bionics med en ny gren af ​​cybernetik. I overensstemmelse hermed definerer de det som videnskab, udforskning af stier og metoder til elektronisk modellering af naturlige systemer til opnåelse, behandling, opbevaring og transmission af information i levende organismer.

Med en bredere tilgang er tre retninger af Bionics kendetegnet - biologisk, teknisk og teoretisk.

Biologiske bionics.

Det er involveret i studiet af levende organismer for at præcisere de principper, der ligger til grund for fænomener og processer i dem.

Teknisk Bionics.

sætter sin opgave at rekreation, modelleringsprocesser i naturen og bygningen på grundlag af dette fundamentalt nye tekniske systemer og forbedring af gamle.

Teoretiske bionics.

Udvikler matematiske modeller af naturlige processer. Bionics bruger data fra biologi, fysiologi, anatomi, biofysik, neurologi, neurofysiologi, psykologi, psykiatri, epidemiologi, biokemi, kemi, matematik, kommunikation, luftfart og marine udstyr mv. Den nærmeste bionics er i øjeblikket forbundet med sådanne tekniske discipliner. Ligesom Elektronik, luftfartsvirksomhed, skibsbygning.

Hvor bred der kan være en række problemer, hvor folk har noget at lære af naturen, vise på sådanne eksempler. Ekspertsinteresserne forårsagede delfinens evne til at bevæge sig i vand uden stor indsats på hastighedsmaksimum for sådanne omfangsrige organer. Det blev observeret, at kun en mindre inkjet (laminær) bevægelse forekommer omkring den bevægelige delfin, der ikke passerer ind i vortex (turbulent) bevægelse. Mens den oversvømmede ubåd svarende til dolphin-formet er der en høj turbulens. For at overvinde modstand kun fra denne faktor bruges før

9

/

10.

dets drivkraft.

Undersøgelser gjorde det muligt at fastslå, at hemmeligheden ved "anti-trailere" delfinen er skjult i sin hud. Den består af to lag - en ekstern, ekstremt elastisk, 1,5 mm tykkelse og en intern, tæt, 4 mm tykk. På indersiden af ​​det ydre lag af huden er der et stort antal bevægelser og rør fyldt med blød svampet. Som et resultat virker alt det ydre dæk af delfinen som en membranfølsom over for ændringer i eksternt tryk og quenching forekomsten af ​​en stråle ved at transmittere tryk til kanalen fyldt med det stødabsorberende stof.

I USA blev dette fænomen kaldt "stabilisering af grænsesoverfladen med et distribueret kryds." I eksemplet på dolphins hud blev der skabt en gummisk skal, hvis indre kanaler er fyldt med stødabsorberende væske. Brugen af ​​en sådan skal på torpedoen gjorde det muligt at reducere turbulens med 50 procent. I USA antages det, at sådanne skaller vil være meget værdifulde for at dække ubåde, flyvemaskiner og andre tekniske enheder.

Et andet lærerigt eksempel. I foredraget "menneskehedens skæbne i atomisk æra", læs på verdensudstillingen i Bruxelles, NN Semenov Sovjetforskeren N. Semenov, der talte om gennemførelsen af ​​den direkte omdannelse af kemisk energi i den nærmeste fremtid, henviste til kunstig muskelapparat. Hvad er det? Baseret på undersøgelsen af ​​de processer, der forekommer i musklerne, hvor omdannelsen af ​​kemisk energi i mekaniske, skabte to schweiziske specialister en muskelmodel. På plads i stedet for muskelvæv anvendes et stof fra familien af ​​giganter - polyacrylsyre.

Fra denne syre lavede et tyndt filmbånd. At finde i en sur onsdag, det er i en tilstand af tilfældigt snoet kæder. Det er værd at ændre et alkalisk medium, da polyacrylsyremolekyler bliver bærere af hundredvis af negative ladninger. De er gensidigt afskyet, molekylet retter sig, indtil det tager båndformen, når ladningerne af samme navn bliver maksimalt fjernet fra hinanden. Omvendt udskiftning af mediumforårsagerne vridning af det gigantiske molekyle osv. Hvis molekylet er forbundet med belastningen, så vil det arbejde og vride det. Så kemisk energi bliver direkte til mekanisk. Det er muligt at opnå konkrete resultater. Polyacrylsyreredning med en diameter på 1 cm er i stand til at løfte belastningen, der vejer op til 100 kg. Dette er resultatet, der er interessant for teknologi.

Af særlig interesse præsenteres Bionics data for radioelektronik. Resultaterne af biioniske undersøgelser vil hjælpe med at løse problemer som akkumulering og behandling af et stort antal oplysninger, øge pålideligheden af ​​radio-elektroniske systemer, skabe nye elektroniske maskiner, selvsøgende (adaptive) enheder, opnå yderligere mikrominiature af udstyr.

Biologiske Bionics udforsker særligt aktivt Egenskaber af Perceptionsmyndighederne - Øjnene og Ørene, Evellementerne i nervesystemet, dyr, Fisk, Fugle og Insekter til at navigere i det omkringliggende rum, kommunikere, flytte osv.

I øjeblikket er de tekniske bionics kun i det infardede stadium, men forsøger nu at skabe kunstige analoger af nervecellen og metoder, der efterligner de elementære tankegang, er lavet i udlandet. Det antages, at enheden efter at efterligne arbejdet i nervesystemet i fremtiden kan bidrage til oprettelsen af ​​ubemandet rumfartøj til at studere solsystemets planeter uden behov for fjernbetjening fra jorden. På samme grundlag er oprettelsen af ​​en bred vifte af bioniske computermaskiner udtænkt.

I sine skrifter nærmer biologer i stigende grad reproduktion af sanserne af de mest organiserede levende væsener og en person med sine fem følelser. På dette område holder naturen en ikke-isoleret overlegenhed over de menneskelige hænders skabninger. De mest avancerede elektroniske computermaskiner er langt fra de muligheder, som den menneskelige hjerne har. Menneskernes nervesystem tager samtidig hensyntagen til uforlignelige flere faktorer, har et større antal parallelle kanaler af information end nogen meget perfekt elektronisk maskine. Hvis du forestiller dig en elektronisk computermaskine med et sådant antal elementer, som hjernen, ville det være hundredvis af millioner gange mere af det. Det ville være videnskab at lære at skabe sådanne slående tynde og pålidelige elementer til biler, som celler i det menneskelige nervesystem!

Ikke mindre værdifuldt at oprette lagerenheder ville være at undersøge evnen til at akkumulere og transmittere information ved kromosom, strukturelementet i dyret eller plantecellekernen, der spiller en vigtig rolle i organismernes arvelighed. I kromosomet er der en deoxyribonukleinsyre - et organisk stof, hvis molekyle har et stort antal byggemuligheder. Det anslås, at antallet af angivne syre, som er indeholdt i en enkelt celle i menneskekroppen, kan kode for oplysningerne i teksten på mere end 10 tusind bøger med to hundrede tusind ord i hver.

Bioionerne er særligt interesseret i at skabe maskiner, der gengiver de enkelte egenskaber i personens centralnervesystem. Disse er maskinmaskiner

Selvsporing

, Det vil sige tilpasse sig skiftende arbejdsvilkår. I oversøisk trykning er udviklingen blevet rapporteret, for eksempel selvjusterende autopilot. Afhængigt af arbejdsvilkårene ændres dets ydeevne.

En anden egenskab af nervesystemet -

Evne til at "finde ud af"

. Denne ejendom er gengivet i "Anerkendelse af" maskine maskiner. Sådanne maskiner kan bruges til at genkende genstande på deres eksterne konturer, klassificeringen af ​​disse varer og et symbolsk billede. Enheder, der kan genkende og fremhæve signalet og tune på, er det meget vigtigt i selvregulerende systemer.

Manden er kendt for

lære

. Denne evne forsøger nu at udholde og bilen. Det bør tage hensyn til den akkumulerede erfaring og drage konklusioner for fremtiden. I militærvirksomhed kan sådanne maskiner tjene til automatisk at forbedre de allerede oprettede våbensystemer og andre formål.

Undersøgelsen af ​​den menneskelige hjerne, brugen af ​​data fra dette for at skabe automata, der er i stand til at udføre i det mindste en del af dets funktioner, opdage bemærkelsesværdige udsigter til udvikling af de nyeste områder af moderne teknologi.

Så fremkomsten og udviklingen af ​​Bionics bidrog til det øgede behov for menneskeheden i forarbejdning og overførsel af store mængder information. BIionics Technical Base - resultater i elektronisk computerudstyr og mikrominiature af udstyr. Dens videre udvikling, ifølge udenlandske specialister, afhænger af opmærksomheden på analytiske områder inden for neurologi, fysiologi og andre biologiske områder, den tidligere hidtil primært beskrivende videnskab. Selvfølgelig vil træningen af ​​specialister, der kender både biologi og elektronik, også brug for.

Den troende af sit aggressive kursus, USA's imperialister og denne nye gren af ​​videnskaben søger at bruge for at forberede sig på krig. Det amerikanske forsvarsministerium, ifølge trykning, overvåger omhyggeligt udviklingen af ​​Bionics. Arbejder på dette område fører Department of Aviation Development of the US Air Force Research Center. Ordrer arbejder på problemerne med Bionics og US Navy. På den forstand, der er knyttet til den nye videnskab, sagde lederen af ​​den amerikanske afdeling for forskning og udvikling af Air Force General Schriver:

"Bionics vil give nøglen til at løse opgaven med at forbedre våben og egenskaber ved personale, der betjener våben." Dernæst bemærkede han, at "Bionics tiltrækker amerikanske eksperters opmærksomhed på, at brugen af ​​levende modeller som nøgle til funktionen af ​​radio-elektroniske eller mekaniske systemer åbner nye perspektiver i teknikken"

.

Blandt biologiske processer, der er særligt interesserede i amerikanske specialister, er der både processen med at skabe "naturen af ​​mikroskopisk små, men ekstremt følsomme opfattelseselementer."

Opmærksomhed er tiltrukket af arbejdet i livets nervesystem, omdannelsen af ​​nerveimpulser, undersøgelsen af ​​akkumulering og nyttiggørelse af information osv.

Bionics undersøgelser udført i USA vedrører de elektriske egenskaber ved levende stoffer og processer af excitation, fysiologi og kemi af biologisk "ur", rytmiske ændringer i valutakursprocesserne. Undersøgelser inden for bionisk matematik udføres også, "antenner" af sommerfugle, vandrende adfærd af duer, fiskeforbindelse, brugen af ​​ildelugtning til orientering i akvatiske dyr, analyse af bølgerne i øret skal undersøges. Teorien om multi-størrelse information udvikles, en matematisk analyse af designet af en computermaskine med 10

9

Kumulative elementer.

I september 1960 blev det første nationale symposium i Bionics afholdt i USA under motto: "Live prototyper er nøglen til ny teknik." 700 personer deltog i IT: Radioelektronik - 60 procent, fysikere - 10 procent, matematikere - 10 procent, biologer, biofysikere og biokemister - 5 procent, psykologer og psykiatere - 5 procent. 25 rapporter præsenterede førende uddannelsesinstitutioner og virksomheder i landet.

I 1961 blev det andet symposium i Bionics organiseret i USA. Mange rapporter dækkede resultaterne af forskning foretaget af De Forenede Stater Air Force og Navy. Arbejdet inden for militær brug af bionics i USA fortsatte i 1962 med endnu større omfang. Pressen angav således, at luftvåbenet blev ledet af 14 udviklinger, og navy understøttede ca. 30 fungerer i denne retning.

Amerikanske specialister gør en stor indsats på Bionics for at løse problemerne med kommunikationsudvikling. Så foran dem ifølge deres anerkendelse, de vanskelige opgaver til behandling af information, der cirkulerer i det elektroniske system, der forbinder militære baser, forskellige typer våben. Jeg bekymrer dig om dem og problemet med pålidelighed, som f.eks. Et kommunikationssystem med satellitter. I dette tilfælde betragtes det for lille i USA's levetid, det skal øges 100-200 gange. Eksperter forventer, at undersøgelsen af ​​pålideligheden af ​​levende organismer vil give nøglen til at løse denne opgave.

Det smager opmærksomhed i udlandet og opgaven med at reducere dimensioner og vægt af elektronisk udstyr i luftfart. I mellemtiden er de ikke reduceret, men de vokser hurtigt. Så den amerikanske bombefly, der blev frigivet i Fortieth året, havde 2000 elektroniske dele om bord, 1955-flyet er 50.000 elektroniske dele, og på kampkøretøjet i 1960 anvendes 97.000 elektroniske dele. Derfor er Aviatorer interesseret i problemer med dimensioner, vægte, indbygget ernæring. Det er ikke tilfældigt, at det er repræsentanter for amerikanske luftfartsrepræsentanter, der er shutpers af læring og kunstig reproduktion af lette og kompakte enheder af levende organismer, der kræver et lille energiforbrug.

På grund af den stadigt bredere udvikling af bionics og større muligheder åbnet for at anvende sine resultater i militære anliggender, er det vigtigt, at det bredere udvalg af mennesker i vores land gør sig bekendt med de vigtigste problemer, der løses af den nye gren af ​​videnskaben. Det er især nyttigt at kende vores militære læsere.

For nylig udforsker forskere i en række lande meget aktivt de organer på fem sanser (øjne, ører, lugtesans, smag og tanging) af levende organismer. Desuden studeres evnen til at føle temperaturen, smerten, vibration, ligevægt osv.

Opfattelser, konverterer i det væsentlige en type energi til en anden og har en enorm følsomhed, større end de tilsvarende omformere skabt af mennesket. For eksempel viste det sig, at nogle fisk er yderst følsomme over for lugten. En af dem kan detektere tilstedeværelsen af ​​et bulkstof, hvis endda en opløsning af opløsningen kun er indeholdt 10

-14.

G.

Det er interesse og mysterium for designet af en mikroskopisk modtager af ultralydoscillationer, der er tilgængelige i MOTH, bag hvilke flagermus er jaget. Denne receiver, der opfatter frekvenser fra 10 til 100 kHz, tillader møller at opdage fjenden ved strålingen af ​​dens locator i en afstand på op til 30 m.

Nye muligheder for infrarød teknologi kan åbne undersøgelsen af ​​et særligt organ af racemæssige slanger, som opfatter varmestråling og reagerer på en ændring i temperaturen på det udstrålende legeme, der bogstaveligt talt pr. Tusinde fraktion af grad. Med denne krop kan slangen, som faktisk ser dårligt, finde sit offer i mørket. En sådan følsomhed for at tilvejebringe termiske koordinatorer af rakethoming systemer og andre automatiske styreenheder drømmes om udenlandske specialister.

Med særlig opmærksomhed udforsker forskere i mange lande de synspunkter, hvoraf over 90 procent af alle oplysninger trænger ind i kroppen. Fotoreceptorer er underlagt uforsigtige studier - nerveceller, der opfatter lysirritation, energitransmissionsprocesser fra dem og behandling af visuelle oplysninger. Tiltrækker specialister og karakteren af ​​øjnene, oversigt over rumets øje og meget mere.

Øjne af en frø, et marine dyr - et sværd, insekter studeres intensivt. Udenlandske eksperter mener, at undersøgelsen af ​​øjets struktur, mekanismen for syn og karakteristika for mennesker og dyr og dyr kan drage fordel af at forbedre fotoudforskningssystemerne, hvilket præciserer mekanismen for farvesyn og løsning af andre tekniske opgaver.

Ingen mindre vanskelig opgave er udviklingen af ​​kunstige organer af syn. Et kunstigt system af Bell-Phone er bygget af et kunstigt system, som gengiver en af ​​FROGs øjne. Et andet firma byggede en model af "detektorer af insekter" i billedet og ligheden af ​​det visuelle køretøj. Modellen indeholder syv fotoceller, seks af dem forårsager irritation, og den syvende bremse af kunstignerven. I mangel af et insekt lyser alle fotoceller ensartet, og irritation, og bremsesignaler er helt understøttet. Når et insekt vises, bliver central fotocell mørkere, det betyder, at bremsesignalet er svagt, og irritationssignalet gælder for "nerven".

Det er også rapporteret om udviklingen af ​​en elektronisk enhed, som reproducerer effekten af ​​toppen af ​​den hestesko-lignende krabbe. Dette øje var interesseret i forskere ved, at det har evnen til at styrke kontrasten af ​​billeder af synlige objekter. Denne egenskab af krabbe øjet skal bruges til at lette analysen af ​​tv-billeder, såvel som luftfotografier, billeder af månen osv.

Meget betydelige resultater giver en mere detaljeret undersøgelse af humane høreorganer. Det er kendt, at den koncentriske vikling af øreskallen er efter behov for at høre, såvel som det andet øje for at se, giver de mulighed for at definere udsigterne - placeringen af ​​lydkilden. Undersøgelserne har fastslået, at lyden på grund af de buede konvertering af øreskallen kommer til eardrum reapple. Dette giver dig mulighed for at bestemme placeringen af ​​lydkilden.

Blandt de mulige anvendelser af denne opdagelse - oprettelsen af ​​et syntetisk "udendørs øre" for en enhed, der opfanger undervands lydkilder. En af forskerne i USA viste tykke skiver med tre huller, der var boret i dem, hvilket som han angav, udfører menneskeskabt rolle. En sådan perforeret skive, der er anbragt under mikrofonhovedet, som registreres, skaber en forsinkelse i tiden, hvilket muliggør optagelsen, mens du lytter til optagelsen for at bestemme afstanden og retningen af ​​lyden.

Efter type vandmænd har sovjetiske forskere bygget en enhed, der forudsiger tilnærmelsen af ​​stormen. Det viser sig, at selv et simantisk havdyr hører utilgængelige infrasounds, der stammer fra friktion af luftbølger og har en frekvens på 8-13 oscillationer pr. Sekund.

Jellyf har et skelet, en ende med en væskebold, hvor pebbles flyver på nervernes ende. De første opfatter "VOICE" af kolbe-stormen fyldt med væske, så gennem småstenene, overføres denne stemme nerver. I den enhed, der efterligner vandmødets hørehus (fig. 3), er der en rod, en resonator, der overfører oscillationerne af de ønskede frekvenser, piezodatchikken, som konverterer disse oscillationer til de elektriske strømimpulser. Derefter forbedres disse impulser og måles. En sådan enhed gør det muligt at bestemme stormens offensiv om 15 timer.

Fig. 3. Diagram af enheden - Predictor Storm

Siden 1950 bruger en af ​​udenlandske eksperter et kunstigt øre, som er en mikrofon af et specielt design. Den elektriske strøm, der strømmer ind i mikrofonens kredsløb, spænder lemmen på den auditive nerve. Dette er selvfølgelig det første, stadig ufuldkomne design, da den auditive nerve i virkeligheden har en kompleks "informationskryptering". For at genskabe kunstigt vil en masse indsats have brug for en stor indsats, især specialister i elektronik.

I denne henseende studeres i udlandet intensivt af mekanismen for opfattelsen af ​​lyde af en person, der bruger en elektronisk model, der gengiver øreens frekvensegenskaber. Specialister formåede at trænge ind i essensen af ​​mange fænomener, især i processen med opfattelsen af ​​timbre.

Specialister forsøger også at skabe en model, som ligner det menneskelige øre, skelner svage signaler mod baggrunden for støj.

Ud over de organs af syn og hørelse tiltrækker specialisternes opmærksomhed af temperaturfølsomheden fra græshopperne (den er placeret på det tolvte segment af overskægtet) ved stængerne og hajeren, mekanismerne i en følelse af tid i dyr, fugle og insekter. Mekanismer for tidens følelse kaldes biologisk ur. De styrer rytmerne i kroppens liv, og for en rytme er der flere timer. Undersøgelsen af ​​dem i insekter viste, at de er forbundet med særlige celler i nerve noder. Disse celler producerer specielle hormoner til at styre rytmerne af vital aktivitet.

Forskning af biologiske ure blev udført i en række udenlandske universiteter og institutioner. De viste, at disse ure er ufølsomme for temperaturændringer kun på bestemte rammer. Når temperaturen udsender for disse rammer, kan f.eks. Ved afkøling til 0 °, stopper det biologiske ur. Efter at have øget temperaturen til normal, begynder de at gå igen, bagved stoptidspunktet.

Specialister i udlandet søger at skabe en elektrisk analog af biologiske ure. Den analoge indførte generatoren, hvis tegn af svingninger afhænger af miljøpåvirkningen - alternationer af lys og mørke, månens faser osv. Denne enhed, af dens designere, "skal kaste lys på funktionsprocesserne af biologiske systemer, når de udsættes for periodisk at ændre betingelser for de omkringliggende onsdage.

I The Atomic Energy Pavilion på hele Unionens udstilling af resultater fra Sovjetunionen National Economy tiltrækker opmærksomheden hos besøgende en manipulator, som som det var, forlænger operatørens hænder og giver ham mulighed for at gøre det arbejde, hvor personen ikke kan placeres på nogen måde. En sådan situation kan for eksempel opstå ved atomindustriens virksomhed, hvor der er radioaktive forureningszoner. Og her på det sted, hvor eventuelle operationer skal udføres, drives manipulatorer på afstand. De har et stort antal frihedsgrader og er i stand til operatørhold, der observerer et sikkert sted, udfører en række operationer. De kan tage fartøjer, overløbsvæsker, lys match osv.

Hvis du er indsat i manipulatorenheden mere detaljeret, kan du fastslå, at dette er handlingsprincippet - en håndtag. Det er meningen at udføre et strengt defineret antal operationer, der kræves til implementering af eksperimentet. Men er det muligt at oprette en manipulator uden et håndtagssystem? Og her for at hjælpe forskere kan komme kendskab til det grundlæggende i ledelsen i en levende organisme, og især biotoki.

Hvad er biotoki og når de opdages? Elektrisk fisk, det vil sige fisk, i hvilken krop, hvor høje potentielle forskelle opstår, var kendt for folk længe før den første kunstige strømkilde blev oprettet. Selvfølgelig var de elektriske egenskaber af fiskenes personer forhindret af frygt, da små dyr var i deres tilstedeværelse på grund af elektriske udledninger, blev læsioner besejret.

Den første, der undersøgte elektricitet i en levende organisme, var italiensk Luigi Galvani. I 90'erne af XVIII århundrede udførte han en række eksperimenter med en frø og fandt, at kortvarige strømme forekommer i neuromuskulært væv under visse forhold. Elektricitet, konkluderede en videnskabsmand, er i en levende organisme.

Alessandro Volta handlede imod disse resultater, som skabte den første aktuelle kilde, der blev kaldt senere af et galvanisk element. Men moderne videnskab bekræfter rigtigheden af ​​konklusionerne fra Galvana. Faktisk eksisterer elektricitet i den levende organisme.

... havfisk fra slægten Astroscopus har en måde at producere mad baseret på brugen af ​​elektrisk energi. Øjnene og munden på denne fisk er placeret på bagsiden. Hvis der er en lille lille mand på hendes synsfelt, er rovdyret fremstillet til "angrebet". På tidspunktet for udseendet af FRJ på niveauet af øjet til de elektriske organer kommer signalet, og den elektriske udladning sendes mod stegen. Bedøvet mand falder lige rovdyr i munden.

I øjeblikket er mere end hundrede fiskarter, der er i stand til at producere elektricitet med en forholdsvis høj potentiel forskel. Så den elektriske slot kan skabe en spænding på op til 70 V. Udledningen med en sådan forskel på potentialer er midlerne til at beskytte skøjten fra angrebet af fjender. Elektrisk som, afhængigt af irritationen, er i stand til at forårsage en spænding på 80-100 V og mere, og elektrisk ål - fra 300 til 500 V.

Fisk, der er i stand til at skabe stærke elektriske udledninger, findes hovedsagelig i de tropiske hav. De producerer elektricitet med deres særlige elektriske organer.

Men det betyder ikke, at kun nogle levende organismer er ejendommelige for elektricitet. De har simpelthen elektriske egenskaber udtrykt i stærkere grad. Svagere strømmer opstår systematisk i alle levende og endda planteorganismer. I undersøgelsen af ​​strømme i organismer kaldet bioelektriske, har sådanne forskere gjort et stort bidrag som Dubois Ramon, I. M. Sechenov og andre. Den vidunderlige russiske fysiolog N. E. VVEDENSKY i 1882 fik biotoks indgivet sin stemme: Han formåede at høre muskel og nerver af mennesket ind i telefonen. Noget senere, vores Compatriot V. Yu. En chavets baseret på generaliseringen af ​​alle data om biotoks modtaget før ham underbyggede teorien om deres forekomst i en levende organisme. Denne teori var derefter baseret på moderne ideer om biotoks. Der var en særlig gren af ​​fysiologi involveret i elektriske processer i organer og væv i kroppen.

Hvordan forklarer hun biotoks oprindelse nu? I forbindelse med metabolisme mellem organismen og miljøet forekommer hundredvis af biokemiske reaktioner mellem væv og organer, elektrisk ladede molekyler og atomer, der hedder ioner, dannes. Positive ioner (kationer) er mindre i størrelse, mere bevægelige end negative ioner (anioner). Som følge heraf er kationerne lettere gennem de cellulære partitioner end anionerne, betingelserne for deres separation skabes, det vil sige dannelsen mellem individuelle dele af den potentielle forskel, jern-, jern- eller nervevæv af den potentielle forskel. I kroppen af ​​den ikke-arbejdende person når den 0,01 V, i arbejdsgruppen - når 0,03 V. Når vævsskader, kan den potentielle forskel nå 0,06-0,07 V. Direktørens rolle for strømme som følge af tilstedeværelsen af ​​potentiel forskel spilles af væv med højere ledningsevne end naboen.

Biotoks dannes i alle organer og væv. De opstår, og når de arbejder med hjertet, forbruges så i hele kroppen. Afslappet hjerte har et positivt potentiale, forkortet - negativt.

Særligt vigtigt er knyttet til undersøgelsen af ​​strømme dannet under hjernens arbejde. Forskellen mellem deres potentialer måles af millioner volt. Hjernestrømmene kan detekteres ved at indføre specielle elektroder på hovedet og forbinde dem med en elektronforstærker (med en gevinst i titusinder). Som følge heraf kan du på skærmen Oscilloskop, se arten af ​​strømme og deres ændringer.

Forskere har fastslået, at hjernestrømmene har en vis rytme. Der er allerede flere sådanne rytmer - alfa, beta, gamma og andre. Hyppigheden af ​​ændringer i alfa rytme (8-12 oscillationer pr. Sekund), den er højere ved beta-rytme (20-30 oscillationer pr. Sekund) og endnu højere ved gammastrytme. Frekvenser, hvilket betyder og rytmer afhænger af den tilstand, hvor der er en person. En vis forstyrrelse af hjernen er defineret af de samme ændringer i Biotokov. En sådan afhængighed af arten af ​​strømme fra kroppens tilstand gør det muligt for forskere at studere de processer, der forekommer i den menneskelige hjerne. Og ikke kun at lære, men nogle gange at bedømme om en person er sund, hvis den er syg, så og så videre.

Og i 1962 blev biotoks i hjernen brugt til at observere fra jorden til kroppen af ​​astronauterens krop af Andria Nikolaev og Paul Popovich. For dette måtte forskere bruge biotelemetri-systemet, det vil sige transmission på radio data på biotoks. Særligt udstyr er oprettet, udviklet den mest effektive måde at køre biotokov på, udvidelsessystemet af elektroder.

Og den 11. august 1962 blev der under forberedelsen af ​​A. Nikolaev et headset med små sølvelektroder i panden og en nakke sat på flyvningen. På overfladen af ​​elektroderne - et tyndt lag af en speciel pasta. Det kompakter elektrodens kontakt med huden.

Ledningerne fra elektroderne opsummeres til en miniaturforstærker placeret sammen med strømkilder i en lille boks, og det er i lommen af ​​squipderen.

Kun den historiske flyvning begyndte, og på jorden havde rummedicinske specialister allerede i hænderne på en persons optagelse af humane biotlocks i det interplanetære rum. De samme optegnelser blev udført fra siden af ​​EAST-4 rumfartøjer, piloteret P. Popovich. Dechiffrering af disse optegnelser gav et rigt videnskabeligt materiale. At opnå først i historien om videnskabsposter af biotoks fra rummet er en fremragende præstation af sovjetisk rummedicin og vores elektronik.

Undersøgelsen af ​​Biotets of the Cosmonauts hjerne giver mulighed for at opnå en ide om den centrale nervesystems fysiologiske tilstand som helhed og gør det muligt at bedømme sine reaktioner på forskellige påvirkninger forbundet med flerdags kosmiske flyvninger. Introduktion til programmet for observationer af astronauter for at registrere deres hjerne biotoks fulgte målet om at undersøge den nervøse psykiske tilstand af menneskekroppen under langvarig ophold i en tilstand af vægtløshed. Metoden til at studere hjernebiotyper i et vist omfang giver dig også mulighed for at kontrollere tilstanden af ​​søvn og vågenhed, træthed og excitation.

Kosmonauter blev undersøgt i en afstand, ikke kun hjerne biotoks, men også den elektriske aktivitet af hjertemuskelen, hudgalvaniske reaktioner. Kontrol over hjertemuskelens elektriske aktivitet giver en ide om staten af ​​det kardiovaskulære system. Det blev også brugt i tidligere flyvninger, hvilket gjorde det muligt at sammenligne de opnåede data.

Undersøgelsen af ​​hudgalvaniske reaktioner tjener også som en opgave at studere staten i centralnervesystemet. Under hudgalvaniske reaktioner forstås et komplekst kompleks af bioelektrisk aktivitet af huden på grund af hævelse biotoks og dets elektriske (ohmic) modstand. Som et resultat af excitation af højere vegetative centre, ændringer i hudens elektriske modstand. Det betyder, at det kan bedømmes på smerteirritationer, følelsesmæssige belastninger mv.

I observationer af astronauter fra jorden blev registrering af øjenbevægelser baseret på indfangning af den potentielle forskel mellem de positivt ladede øjenkugler og det negativt, der blev anklaget for de interne afdelinger (nethinden og skallen). Samtidig var i nogle tilfælde også biotoks med øjenmuskler også i stand til at fejre.

Alle disse ændringer var beregnet til at opnå objektive oplysninger om overtrædelser af kosmonauters vestibulære apparat (apparatet "viden" ved ækvilibriet af menneskekroppen). Faktum er, at der med sådanne overtrædelser er ufrivillige rytmiske bevægelser af øjet, kendetegnet ved et bestemt omfang og frekvens. Ud over observation af overtrædelser af det vestibulære apparat giver metoden til registrering af øjenbevægelser en vis ide om cosmonautens motoraktivitet.

Da strømmen dannet i hjernen er variabler, forårsager de et elektromagnetisk felt i det omgivende medium, selvfølgelig meget svagere end de marker, der skaber radiostationsantenner. Imidlertid kan hjernens elektromagnetiske felt fanges. For nylig formåede vi for eksempel at tage "hjerne" bølger i en afstand af flere meter. På samme tid afhænger bølgens natur, som det var antaget, af, hvad der for øjeblikket er involveret i en person. Og det vil tilsyneladende også bringe stor gavn for videnskab, især medicin.

Allerede i oversøisk trykning er en bred diskussion udfoldet rundt Telepathy - transmission af tanker på afstand. Det franske magasin beskrev for eksempel, at eksperimentet af den mentale forbindelse mellem mennesker ville have været beskrevet, hvoraf den ene var på kysten, den anden - om fjernelse af 2000 km fra kysten ombord på Nautilus-atomubåden. I de udpegede sessioner var en mand på kysten at gætte kortene om, hvilken en mand i svømning tanke. Tilfældet, der ville have nået 70 procent.

Hvor pålideligt er denne besked svær at dømme. Men det faktum, at brugen af ​​det fysiske område af hjerneforskerne allerede tænker alvorligt, utvivlsomt.

Men tilbage til biofurserne. Vi begyndte trods alt at tale om dem i forbindelse med muligheden for deres anvendelse for at forbedre kontrolværktøjerne på afstand, og især håndtering af håndtag. Det viser sig, at dette er en meget rigtig ting.

Lad os, læsere, mentalt bevæge overgangen fra Atom Energy Pavilion af all-unionsudstillingen af ​​resultaterne af den nationale økonomi i Pavilionen af ​​Sovjetunionens Videnskabsakademi. Her er en biota manipulator. Det har meget til fælles med håndtaget, men der er også en grundlæggende forskel mellem biotok. For at gøre dette sættes armbåndet på førerens hånd, hvis elektroder er tæt i kontakt med huden på underarmstedet. Det er på dette sted, at musklerne, der forårsager bøjning og forlængelse af fingrene i mandens hænder. Fra armbåndet strækker ledningen til den kunstige børste - manipulator. Start operatøren bøjning af hånden, og den kunstige hånd vil begynde nøjagtig den samme bevægelse. Dette opnås på grund af det faktum, at biotoks, der opstår i musklen, fanges af armbåndet, forbedrer og binder til kunstig hånd.

I fig. 4 (øverst), der viser et blokdiagram over bioelektrisk kontrol. Det omfatter en nuværende samler, forstærker, omformere, dirigere (manipulator). Konverteren er designet til at bestemme hvilken bevægelse der har til hensigt at udføre operatøren og give den passende puls til manipulatoren. I fig. 4 (nedenfor) viser skemaet for det hydroelektriske drev af den kunstige hånd af den biotekniske manipulator.

Fig. fire. Bioelektrisk manipulator og dets vandkraft

Hvordan opstår bioelektrisk kontrolproces? For bedre at forstå dette skal vi huske, hvordan information udføres fra nerveceller til hjernen hos personen og ordrer fra den med muskler. Hovedrollen i dette spilles af processerne for nervøs spænding. Nervøse celler (receptorer), når irritation påvirker dem, "svar" af signaler. Og her er loven: alt eller ingenting. Det vil sige, så længe irritation ikke når nogen tærskelværdi, forårsager det ikke nervecelle excitation. Så snart det overstiger denne værdi, passerer impulser gennem nervefibre. Disse impulser sendes til hjernen, rapporterer information: "hot", "stille", "højt", "hvid", "rødt" osv.

Bestillerne af musklerne til handling overføres også i form af specifikke impulser. Disse impulser på nervesnettet kommer for eksempel i musklerne, der styrer børstets bevægelser. Pulserne følger den ene efter hinanden med en vis frekvens, som er den højere, desto stærkere Lado børsten. Frekvensen når titus og hundredvis af pulser pr. Sekund, og deres amplitude forbliver uændret, da det er bestemt ikke af irritationskraften, men nervenes egenskaber.

Og så besluttede vi at bruge biotoks, der opstod i musklerne for at kontrollere kunstig hånd. Her venter vi på sådanne vanskeligheder som en lille styrke af signalerne, tilstedeværelsen af ​​et stort antal biotokov, hvorfra de impulser, du er interesseret i. Dette er til dette og leveres i den bioelektriske manipulatorordning, forstærkeren og konverteringsenheden, størkning af operatørens intelligens.

Den bioelektriske manipulator er således et styresystem, hvori "programmet" sætter en levende organisme, og det udarbejder sin eksterne tekniske enhed. Kan der være et system af bioelektrisk styring af en anden slags? Ja. Du kan angive et program i form af elektriske impulser ved hjælp af en teknisk enhed, og den levende organisme vil udføre dette program. Et sådant system er for eksempel i apparatet til behandling af elektrisk effekt. De elektriske impulser, der genereres af generatoren, påvirker hjernen, forårsager bremsning af nerveceller, idet kropsgruppen opstår i kroppen.

Et sådant spørgsmål opstår: om det er umuligt at sikre, at den bioelektriske manipulator ikke kun komprimerer og presset kunstig hånd, men også reproducerede andre funktioner af en persons hånd? Det er selvfølgelig muligt, men nogle gange er det teknisk tilrådeligt at reproducere kun visse håndbevægelser, ikke for komplicerer manipulatorens design.

Det skal bemærkes, at kunstig hånd kan sikre indsats mange gange mere end en persons hånd. Dette forhindrer ikke, at biotoks er svage. De fungerer trods alt som et styresignal, og det kan "kommando" umådeligt mere kraftfulde energikilder.

Bioelektrisk manipulator er kun det første skridt i udviklingen af ​​dette nye styringssystem. Fremover er et bredt udsigt til at bruge biotoks af forskellige muskler, især hjerte muskler, muskler, der styrer vejrtrækninger mv., Der er allerede etableret i vores land røntgenstyringssystemet på bekostning af hjertemuskelens biotok. Dette gør det muligt at få et billede af hjertet til enhver tid af dets reduktion.

Strålingen af ​​radiobølger med musklerne i den menneskelige krop er i gang. I amerikansk trykning, for eksempel tilstedeværelsen af ​​stråling med en frekvens på 150 kHz og derover. Denne stråling sker, når musklen er spændt og virker. Desuden udsender forskellige muskler anderledes, mindre stærkere end store. Musikmuskler er særligt stærkt stråling. Formen af ​​al denne stråling er skarpe toppe.

Forskere af NATO aggressive blokke forsøger at bruge biotioner primært til at skabe militære enheder.

Det franske magasin "Xyansevi" i december 1961 skrev om brugen af ​​biotoks som en forstærker af muskulær energi. Læger Ellis og Schnedmeyer har udviklet et system, der giver mulighed for at øge musklernes elektrolynografiske potentiale seks gange. Opfylder dette potentiale ved hjælp af metaldisker ved siden af ​​huden på tidspunktet for den største tidevand af nervøsen til huden, vælger skiverne biotioner og gør det muligt at bruge dem til at drive den lille motor.

Den stædige bemærkes på muligheden for at bruge denne åbning til militære formål. "ServoSoldat" vil være i stand til at bære tunge gear og bevæge sig meget hurtigere end almindelige mennesker. En sådan soldat vil være i stand til at flytte og fly på muskel energi.

Nu videnskabsstudierer evnen til at bruge Brain BioTok Management. Dette ville betyde, at hjernebiotoks selv ville beordre maskinens arbejde, tekniske enheder ville handle i overensstemmelse med menneskets ordrer.

Undersøgelsen af ​​processer i naturen er i stand til at levere teknologi ikke kun bioelektriske kontroller på afstand, men også kilder til elektricitet baseret på brugen af ​​nedbrydning og oxidation af organiske stoffer, der fører til produktion af elektricitet. Det er for eksempel kendt, at elektricitet dannes i havets bundlag, der synes at være en gigantisk brændselscelle. Princippet om drift af et sådant element gengives i fig. fem.

Fig. fem.

Ordning af den biokemiske brændselscelle

Som det fremgår af figuren består brændselscellen af ​​to sektioner adskilt af en halvgennemtrængelig partition. Indvendige sektioner - inerte katoder. Anodeafsnittet indeholder "brændstof" - en blanding af havvand med organiske stoffer såvel som en katalysatorbakterieceller. Havvand med oxygen er placeret i katodesektionen. Når elementet fungerer, som i havets bundlag, oxideres brændstoffet, og energien frigives, som leveres som en elektrisk strøm i den ydre kæde.

Fordelene ved et sådant element er lavpris, fordi det bruger "free" produkter. Hvad angår arbejdstidspunktet, kan det være uendeligt stort, hvis i katodesektionen for at indføre levende alger med tilsætningen af ​​uorganiske salte, der er nødvendige for deres kraft, og belyser elementet med sollys. Udskriv rapporterer renter i sådanne elementer i US Navy.

I en anden "biokemisk kilde til fremskyndelse af forfald og oxidationsprocessen anvendes en anden type bakterier, takket være, hvilke reaktionerne accelereres af en million gange.

Elementet har en spænding på 0,5-1 V. På grund af det faktum, at spildevandsbakterier kan anvendes, især bakterier fra tarmen af ​​en person, kan den teoretiske mulighed for at skabe systemer med en lukket cyklus til kosmiske skaller åbnes. I USA udføres forskning i denne retning.

Så undersøgelsen af ​​elektriske fænomener i naturen beriger elektroteknik med et nyt arsenal af midler.

Birchs store interesse er manifesteret i naturens levende organismer orienteret i deres bevægelse, bestemmer forhindringer, umiskendeligt finde den rigtige retning i meget lange rejser. En betydelig fordel ved navigationsenhedsdesignere bragte for eksempel en detaljeret undersøgelse af nogle insektorienteringsmyndigheder under flyvning.

... Naturalisternes opmærksomhed er længe blevet tiltrukket af to appendage bagved vingerne i dobbelt insekter, der har formen af ​​en klud forbundet med en tynd pude. Dette er en buzz, som i flyvning løbende vibrerer. Den ydre ende af hver af dem bevæger sig langs bue-trajectoryen. Trenden mod en sådan bevægelse bevares, og når de ændrer flyets retning. Dette skaber en fyldning af et kæledyr, for hvilket insekthjerne definerer ændringen i retningen og giver holdmusklerne, kontrollen af ​​vingerne.

Princippet om denne enhed blev brugt af designere, når de oprettede et nyt type gyroskop. Det er kendt, at gyroskopet - et uundværligt følsomt element i alle styringssystemer, der flytter genstande, herunder skibe, fly, raketter. Ifølge skønheden om buzz i dets design, vibrerende tynde plader. Det viste sig, at et sådant gyroskop har langt mere følsomhed end den sædvanlige. Men dens største fordel er lavere eksponering for indflydelsen af ​​høje accelerationer. Bliv "SOUL", for eksempel en sådan enhed, som en peger af aggregater, fandt han anvendt på moderne højhastighedsfly.

Her er et andet eksempel på den vellykkede anvendelse af Bionics data. Det er dets data, at det var muligt at skabe et "himmelskompass af polariseret lys", det vil sige en enhed, der er i stand til at lokalisere polariseringsplanet for at bestemme placeringen af ​​lyskilden. Lavede et kompas i billedet og lighed af øjet af fluer eller bi. Det er kendt, at uafhængige elementer af de sfæriske øjne af disse insekter (iMatider) er opdelt i otte dele placeret som en stjerne. Graden af ​​transmission af polariseret lys afhænger af den retning, fra hvilken den kommer. Ikke ved et uheld for øjnene, for eksempel bier forskellige områder af himlen vil have en ulige lysstyrke. På denne baggrund bestemmer det sin placering mod solen, selv når den er skjult af skyer. Tilsvarende kan det himmelske kompas af polariseret lys anvendes i forsendelse til orienteringen af ​​den skinnede position, uanset vejret.

Baseret på virkningen af ​​Imatidia blev det skabt i udlandet og en anden enhed. Det er kendt, at der er flere billeder af emnet. Det hjælper med at se det bevægelige objekt, fordi det konsekvent kommer ind i synet af hver ydymidium. På denne ejendom kan insektet bestemme emnets hastighed.

Insektens øjenindretning tjente som en prototype af en ny enhed til øjeblikkelig måling af flyhastigheden. Enheden viste sig billigt, lille. Han informerer observatøren om flyets hastighed eller enhver anden krop, der krydser sit synsfelt.

Ovennævnte eksempler viser mulighederne for Bionics for at forbedre navigationsteknologien, men giver ikke nogen grund til at argumentere for, at alle processer i naturen er begyndende og forbliver kun for at indsamle frugter. Faktisk har BIONICS mange uløste problemer, især i undersøgelsen af ​​metoder og enheder, der gør det muligt for dyr at navigere i forskellige forhold og især under migration.

Forskellige repræsentanter for dyr verden - kraner, flagermus, acne - overvinder afstande på mange tusinde kilometer og kommer altid til stedet for deres reproduktion. Selv en sådan lavhastighed, som en skildpadde, kan overvinde lange afstande, strengt modstå den ønskede retning. Hvert tredje år indsamles havskildpadder og overvinde vejen på fem med mere end tusinder af kilometer på et bestemt sted for æglægning af æg.

Eksperter foreslog, at migration forklares ved søgningen efter varme kanter. Men det viste sig, at en Petrel, for eksempel, gør vej fra Antarktis til Nordpolen. Så denne forklaring er ikke nok.

Med en mere opmærksom undersøgelse af migrationsprocessen bemærkede de, at fuglens flyvning påvirker, at "astronomisk situation". Det var muligt at installere i planetariet, hvor stjernerne blev gengivet og observation af natflyvningen af ​​klæderne. Det faktum, at nogle fugle i flyvning er fokuseret på stjernerne, forklarer måske det faktum, at de om natten flyver over skyerne, på højden af ​​mange tusind meter.

Hvordan denne orientering udføres - at sige, indtil det er umuligt. Imidlertid er nogle indirekte tip om processens art allerede der. Det er blevet fastslået, at radiobølger udledes af transmittere af lokatorer og tilsluttede stationer forstyrrer "enheder" af fugleorientering under flyvning for at udføre deres funktioner. Det betyder, at fuglavigationssystemet er baseret på brugen af ​​elektromagnetiske oscillationer.

Det vides, hvor meget astronavigationssystemerne i forvaltningen af ​​missiler i fly og forsendelse nu er erhvervet. Da det ville være vigtigt for metoderne for bionics at forklare denne evne hos dyr, at studere og teknisk reproduceret et så fantastisk organ.

Connoisseurs of Modern Radar Techniques kan ikke, men interesserer sådan en kendsgerning. To amerikanske forskere besluttede at udforske spørgsmålet om, hvordan mænd af sommerfugl "lille nat peacock eye" (Saturnia Pavonia) finder en kvinde på en afstand på 10 km. Det blev besluttet at konkludere en kvinde under glasset. Males sommerfugl fløj stadig til kvinden. Intet gav placeringen af ​​kvinder til metalgitteret. Kun en skærm, der ikke overfører infrarøde stråler, som det var helt isolerede sommerfugle af forskellige køn fra hinanden. Amerikanske forskere konkluderede sikkert, at mændene har, som det var "lokaliseringen af ​​infrarøde stråler". Måske vil yderligere forskning forfine denne oprindelige konklusion. Det er dog ikke tvivl om, at sådanne småstykker til at detektere genstande på afstande i titus af kilometer fortjener den mest tætte opmærksomhed.

US Navy's forskning forskning udføres af det "biologiske navigationssystem" af duer. Forskere søger at afsløre hemmeligheden om, hvordan duer er fokuseret på ukendt terræn og finder vej til hjemmet. For at observere disse fugle i hele deres flyvning anvendes et helt nyt system. Den er baseret på modtagelse af signalerne af en miniature radiosender, styrket på bagsiden af ​​duen.

Radiosenderen opererer i et meterbølgeområde (frekvens på 140 MHz). Den er udelukkende samlet på halvledere og vejer 66,8 g. Kilder til strøm er kviksølvbatterier, der giver 20 timers kontinuerlig drift. Antenne - graduering, længde på 101,6 cm. Så det ikke er forvirret i halefjederne, en væsentlig del af den er klædt i glasfiber.

Langs den estimerede rute er duonen placeret modtagestationer til optagelse af retningen af ​​dens bevægelse. Modtagere kan modtage signaler fra "radio-" duen fra en hvilken som helst retning på afstande over 33 km. Øget due, i en strengt defineret tid, og punktet på det påføres kortet. Under en flyvning af duer i Philadelphia-distriktet blev der udført observation for 33 km.

Ud over flyets retning blev det besluttet at overvåge ændringerne i det ydre miljø og svarene fra kroppens krop. Interesseret i forskere og blodtryk og pigeon vejrtrækning. Som følge heraf håber de at afsløre mysteriet om biologisk navigation og på dette grundlag for at skabe små navigations- og detektionssystemer.

Undersøgelser er ikke begrænset til duer, det er planlagt at undersøge "erfaring" af fugle som albatrosse. Det er også meningen at organisere studierne af bevægelserne af brune delfiner, hvaler, hajer, havskildpadder, det vil sige sådanne dyr, der er nær vandoverfladen næsten hele tiden, hvilket letter at spore dem.

Det er kendt, at når man forklarer princippet om radar, henviser normalt til flygtige mus, som let skelner mellem forhindringer under flyvning, udstrålende lydbølger og tager reflekterede signaler. Men det viste sig, at ikke kun princippet om driften af ​​musens placeringsapparat er af interesse, men også dens enhed og egenskaber. Forskere har nu etableret, at denne enhed har større nøjagtighed end skabt af Man Radio og Hydrocators. Det viste sig, at flagermusene af en af ​​arten nemt registrerer en ledning med en diameter på mindre end 0,3 mm, på trods af at den selvfølgelig giver et ekstremt svagt reflekteret signal.

Det er også karakteristisk, at nøjagtigheden af ​​opdagelsen af ​​forhindringen opnås selv med støj, hvis intensitet er mange gange højere end intensiteten af ​​det modtagne signal. Ifølge den engelske videnskabsmand L. Kay virker ekkolocationapparatet af flygtige mus med succes, selv med signalintensiteten til intensiteten af ​​støjbunden, svarende til 35 (i de logaritmiske enheder af decibelen).

Det viser sig også, at forskellige typer flygtige mus, echolocation-enheder er anbragt forskelligt, og forskellige signaler anvendes til orientering. Almindelige insectivorous mus gør ultralyd med frekvensmodulering. Deres frekvens varierer fra 90 til 40 kHz i rækkefølge af flere millisekunder (fra 10 til 0,5 millisekunder).

I fig. 6 viser de signaler, der udsendes af den uskadelige mus, der er registreret på filmen med forskellige metoder. Signalerne blev fanget af den kapacitive mikrofon og blev fodret til diskriminatoren, det vil sige detektoren af ​​frekvensmodulerede oscillationer. Udgangsspændingen på den rettede strøm var direkte proportional med hyppigheden af ​​indgangssignaler og var ikke afhængig af deres amplitude.

Fig. 6. Optagelse på filmen af ​​signaler udsendt af den insektivinale mus

Hvordan fungerer "locator" af Insektan Mouse? Det flyver med en åben mund, som følge heraf, de udstrålede signalerfelt overlapper vinklen på 90 °. Tanken om retningen, ifølge specialister, modtager musen på grund af sammenligningen af ​​signaler taget af ørerne, som hæves under flyvningen som modtagelse af antenner. Bekræftelsen af ​​denne udtalelse er, at det er værd at håndtere et øre af en flygtig mus, da det helt taber orienteringen.

Litteraturen bemærker, at ørevasken af ​​flagermus er anbragt på samme måde som hos mennesker, men omfanget af modtagne frekvenser er bredere - fra 30 Hz til 100 kHz.

Processen med at detektere genstande af den insektiviske flagermus er stadig ikke fuldt ud fundet ud og studeres. Hvad angår genstande om fjernelse til 1-1,2 m, antages det, at musen kan skelne signaler fra flere af dem. Som vist i fig. 7 giver tilsætningen af ​​udstrålede pulser moduleret efter frekvens og reflekteret signaler signaler af forskellen frekvens Δf, som vil være proportional med afstanden til objektet. Varigheden af ​​forskelfrekvenssignalerne er også en afstandsfunktion.

Fig. 7. Tilsætningen af ​​udstrålede impulser moduleret efter frekvens og reflekteret signaler og modtagelsessignaler proportional med afstanden til objektet

Det blev antaget, at i afstande, store 1,2 m, ville nøjagtigheden af ​​påvisning af objekter med musen falde. Musens adfærd bekræfter imidlertid ikke dette, nøjagtigheden forbliver uændret.

For at forklare dette fænomen fremsættes følgende hypotese. Musen kan udstråle oscillationer, der ikke er detekteret af det eksisterende udstyr. Eller for at måle retningen til objektet anvendes frekvensmoduleringsmetoden. Objekter til højre og til venstre er skabt i forskellige ører forskellige frekvenser af beats. Forskellen i frekvenserne af beats er proportional med hjørnet og afhænger ikke af afstanden.

En anden type flygtige mus - række - anvendes til orientering af rene toner af frekvensen på ca. 80 kHz i form af en konstant amplitudpulsvarighed i gennemsnit ca. 60 millisekunder. Ved anvendelse af et højhastighedsoptagelsesapparat på et magnetbånd var det muligt at opnå egenskaber af signaler udsendt af mus-difforer. Som det fremgår af fig. 8, i slutningen af ​​pulsen ændrer sig mærkbart hyppigheden. Det falder i henhold til en lineær lov med en hastighed på 10-20 kHz / s i 2 millisekunder. Denne frekvensændring ligner signalerne af almindelige insektivore-mus.

Fig. 8. Skrive på det magnetiske tape af signaler udgivet af mus

Eksternt er opførsel under flyvning af musene af disse to arter anderledes. Almindelige - lige fast ører, nær hestesko - kontinuerlige bevægelser hoved og vibrerende ører. Det er karakteristisk, at konklusionen af ​​et øre ikke forhindrer middelalderen til at navigere. Men skader på musklerne, der styrer øreens bevægelse, berøver sin evne til at flyve.

Det antages, at med hjælp fra ørerne bevægelsen modulerer musen de modtagne reflekterede signaler og sammenligner dem med udsendt. Batsioner dannes, synkron med bevægelsen af ​​ørerne selv i ro og i tilfælde af faste genstande. Samtidig bestemmer musen måske afstanden til objekter ved hjælp af Doppler-effekten. Denne effekt består i at ændre frekvensen, såsom lyd, afhængigt af bevægelsen (konvergens eller fjernelse) af kilden i forhold til observatøren.

Samtidig foreslås det, at i processerne på "lokatorer" af musene af begge arter er der store ligheder. Ved denne konklusion skubber tilstedeværelsen af ​​et afsnit med en variabel frekvens ved enden af ​​pulsen udsendt af mus-diephoma.

Vi er ikke for at give detaljer om enheden og processen med handling af "locators" af disse levende væsener for at blive et af synspunktet og sætte alle point over "og". Eksempel igen snakker om anvendelsen af ​​undersøgelsen af ​​de levende verdens ekkolocation-enheder. Dette er vigtigt ikke kun at udvikle nye radarprincipper, der forbedrer radarens strukturer, men sikrer også deres arbejde under forstyrrelser.

I Massachusetts Institute of Technology (US) undersøges "fortolkningen af ​​data" metoder, der anvendes af flygtige mus. Professionelle er interesserede i, hvordan disse dyr dækket med pels skelnes mellem de knirk og shrill råber af andre flygtige mus deres reflekterede signaler. For forskning blev specielt komplekst udstyr lavet - ultralydfrekvensmålere, mikrofoner osv. Det antages, at en sådan undersøgelse kan være nyttig i udviklingen af ​​beskyttelse af radarsystemer fra interferens.

Fig. ni.

Skematisk repræsentation af processen med at studere dolphinhydrolycationsapparatet

Til hydrolycation er det meget værdifuldt for undersøgelserne af hydrolycationsapparatet af brune delfiner (figur 9). Forskere fandt ud af, at delfiner udsender lyden af ​​to fødsler. For kommunikation udgiver delfiner

Serie af klikklange i frekvensområdet fra 10 til 400 Hz. Lydene udsendt af delfiner for at detektere forskellige genstande i havvandet i området fra 750 til 300.000 Hz og udgives af forskellige dele af delfinernes legeme.

Det er blevet fastslået, at delfiner reagerer på at lyde op til 80.000 Hz. Det bemærkes også, at Dolphin-hydrolytrisk apparatet overstiger de eksisterende hydrolyatorer, ikke kun med nøjagtighed, men også i området. Og her, som i mange andre tilfælde, skal vi stadig "indhente" i naturen.

Allerede har de første undersøgelser vist, at hydrolycatapparatet tillader dolphinet ikke kun at detektere fisk, der tjener det til at være mad, men også at skelne deres race i en afstand på 3 km. På samme tid er graden af ​​korrekt påvisning 98-100 procent. Under eksperimenter forsøgte Dolphin aldrig at fange fisk adskilt fra det med en glasbarriere, og i 98 tilfælde fra 100 sejlede gennem det åbne hul i gitteret og ikke gennem hullet, lukket med en gennemsigtig plade.

Ud over delfiner har hydrocariseringsapparatet marsvin. Ved hjælp af dette apparat finder de sig bytte. Selv i mudret vand opdager marsvin et stykke mad med en størrelse på 2,5 mm på en afstand på 15 m. Marsvinhydroletoren virker med en frekvens på 196 kHz.

I en af ​​de amerikanske universiteter er evnen hos en haj til ofre omhyggeligt undersøgt. Det er baseret på opfattelsen af ​​lyde og vibrationer. Den hajhomende mekanisme skal tilpasses til at skabe styrede våben.

Forskere antager, at tropiske fisk er i stand til at producere elektromagnetiske bølger, udsende dem og bruge til at opdage eventuelle varer. En sådan fisk, især, er mormirus-nilbane eller vandlag. Han har en ejendommelig "generator" med lavfrekvente elektromagnetiske oscillationer placeret i halen. Tømt af langsidet elektromagnetisk energi, spredes i rummet, afspejles fra forhindringer. Reflekterede signaler er fanget af særlige fiskeområder, der ligger ved bunden af ​​spinalfinen. Denne fisk registrerer tilstedeværelsen af ​​et netværk, "ser" den knusning nedad i vandet, "føles" magnetnrimningen. Undersøgelsen af ​​denne "locator" kan åbne forskere til nye fakta i forbindelse med fangst og brug af elektromagnetiske emissioner, karakteristisk for en grad eller en anden til alle dyr og berige videnskaben og teknikken med nye principper for design af udstyr, især for placering i vand.

I introduktionen til bogen talte vi om levende organismers ejendom for at opretholde en bestemt tilstand med en betydelig ændring i eksterne forhold. Det handlede om at regulere kroppens temperatur, blodtryk osv. Egenskaben for at opretholde visse egenskaber, når de ændrer eksterne forhold, kaldes

Homøostase

, og reguleringssystemerne i kroppen -

Homeostatic.

.

Homeostatiske systemer med et stort udvalg af eksterne forstyrrelser er i stand til at opretholde den konstante værdi af den justerbare værdi. Ved tilpasning til skiftende forhold opstår der lokale ændringer, som ikke overtræder integriteten af ​​hele systemet. I det overvældende flertal i kroppen er der et ægte ensemble af indbyrdes forbundne systemer: så mange værdier, de støttes samtidigt inden for visse grænser.

Fra homeostatiske systemer i en levende organisme tager videnskaben nu et skridt i retning af selvpassende styringssystemer i teknikken. Før du overvejer dem i detaljer, vender du igen tilbage til enklere automatiske styresystemer.

Ekstremt fordelt i teknikken til et system med automatisk feedback. Som det allerede var nævnt ovenfor, under udgangen af ​​det automatiske kontrolobjekt, trækkes den fra den udgangsjusterbare værdi af den angivne værdi. Ved størrelsen af ​​afvigelsen genererer regulatoren et styresignal, der reducerer afvigelsen til nul.

For at kontrollere mere komplekse og mindre undersøgte genstande var der imidlertid påkrævet, at systemer ikke kun kunne eliminere den kendte afvigelse af den justerbare værdi fra det angivne, men også løse mere komplekse opgaver, søger automatisk efter sådanne ændringer i selve systemet for at opnå det ønskede resultat.

Selvstemning i princippet betyder systemets evne til at løse problemet med regulering ved forskellige forstyrrende virkninger, ofte selv ikke forudset konstruktør. Det opnås ved hjælp af enheder, der løbende kan overvåge systemets egenskaber og påvirke sine parametre for at bringe egenskaberne til den optimale (højeste, bedste).

Overvej for begyndelsen de mest enkle selvjusterende systemer - ekstreme systemsystemer. De skal finde og opretholde en sådan værdi af den justerbare værdi, hvor den mindste eller største af de mulige værdier opnås (det kaldes en ekstrem) specifik karakteristik af tilstanden. En ekstrem værdi kan henføres til minimum af energiforbrug, brændstof, maksimal effektivitet og så videre.

For bedre at forestille sig princippet om drift af selvjusterende system, græd for et eksempel på at regulere forsyningen af ​​brændstof i flymotorerne. Håndteringssystemet er indstillet: At give den mest økonomiske flyvning. Som du ved, kan dette opnås i hver højde ved at etablere den optimale tilstand: en vis hastighed, antallet af motorhastighed, en bestemt udgifter. Med en ændring i højden ændres disse egenskaber. Et selvjusterende system ved hjælp af data fra styreenheder skal automatisk bestemme de optimale værdier for de justerbare parametre, der ville give den mest økonomiske flyvning.

Mere kompleks opgave at opretholde den højeste tilstand i tilfælde, hvor nogle eller endda alle installationsbetingelser ikke overvåges, og på forhånd er ukendte ikke kun i graden, men også retningen af ​​indflydelsen af ​​disse betingelser for effektiviteten af ​​regimet. I dette tilfælde anvendes automatiske søgeordninger.

Ved at søge, analyserer kontrolenheden af ​​selvjusteringssystemet prøvesultaterne, forsøger at ændre systemstrukturen og dets individuelle parametre. For at gøre dette introduceres computerenheder i de systemer, der kan "huske" Data udfører logiske operationer. Det viser sig, at systemet er i stand til at acceptere "logiske" løsninger, tilpasse sig det skiftende eksternt miljø.

Det automatiske søgesystem har sine egne forgængere i naturen. I den forbindelse er det muligt at angive processen med udvikling af formularen, den såkaldte naturlige udvælgelsesmekanisme. Som en "prøver", forskellige former for levende organismer, der genereres i naturen, hvoraf de overlever de mest tilpassede er. Ved arv overføres afkomene af de funktioner, der giver større vitalitet. Varierende milliarder organismer, natur dannede højt udviklede arter af levende væsener.

En dialogisk søgning udføres i en automatisk enhed, som forsøger forskellige muligheder, ændrer egenskaberne og endda kontrolenhedens struktur, så det system, du vil forbedre, har erhvervet de højeste egenskaber.

Hvad er principperne for at finde ekstreme værdier i selvjusterende systemer? De kan søges ved hjælp af forskellige bevægelser af reguleringsorganet. Der er for eksempel metoden til at anvende små forskydninger (oscillationer) af reguleringsorganet i en og den anden side af dens gennemsnitlige position. Anvendelse af specielle enheder er det muligt at analysere resultaterne og bestemme bevægelsesretningen for reguleringsorganet.

I fig. 10 viser afhængigheden af ​​parameteren af ​​systemet ψ (for eksempel effektiviteten af ​​effektiviteten) fra bevægelsen af ​​reguleringsorganet X. Stillingen af ​​det regulerende organ ændrer sig under påvirkning af forstyrrelser af den sinusformede form med frekvensen Ω. Lad når reguleringsorganet først flyttes til punkt 1-tidsplanen. På samme tid vil en sinusformet oscillation med en frekvens ω, vist ved punkt 1. Hvis justeringslegemet under den anden bevægelse falder ind i punkt 2, vil udgangen fremstå signalet for en lille amplitude og to gange frekvens. Endelig, når frekvensen Ω vises, når du indtaster frekvensen Ω, men i antifasen med oscillation ved punkt 1. kan diskriminatoren fremhæve det maksimale, der er angivet i tabel. 1 program, eller "logik", arbejde. Det betegnes sædvanligvis som algoritmen af ​​styreenheden.

Fig. ti. Automatisk søgning ved hjælp af sinusformede oscillationer med en frekvens Ω. Virkningen af ​​sådanne oscillationer vil vise sig til udgangsoscillationerne af indikatoren ψ vist ved punkt 1, 2, 3

For at gennemføre en sådan "logik" af ordningens arbejde, skal du have en fasetfølsom ensretter (diskriminator), hvis kommandoer vil lægge en elektrisk motor, og igen ville åbne ventilerne, flyttede spjældet eller andre reguleringsanordninger.

Fig. elleve. Kontrolenhedens ordning baseret på princippet om memorisering af den største indikator ψ

En anden måde at søge efter de højeste egenskaber er at bruge lageregenskaberne. Ovennævnte blev betragtet som processer for akkumulering og vedligeholdelse af oplysninger, der forekommer analogt ved hjælp af hjernens information, dens hukommelse. I dette tilfælde kan et diagram vist i figur anvendes. 11. Elektrisk spænding (indikator ψ) tilføres til elektrodekatodekatoden. Lad størrelsen af ​​ψ ændringer som vist i fig. 10, fra punkt 1 til punkt 2 og 3. Når ψ når maksimumsværdien, er lagerkondensatoren med afgifter, "husker" en værdi. Når spændingen begynder at falde, er dioden låst. Summiforstærkeren, der sammenligner spændingen i katodekæden af ​​lampen og omformeren, giver relæ-kommandoen. Det virker og forårsager motoren og bagved den og regulatoren at bevæge sig i modsat retning. Igen vil maksimumet blive bestået, og så snart værdien af ​​ψ begynder at falde, vil relæet tvinge regulatoren tilbage. Således vil udsvingene omkring den største værdi forekomme i systemet, og den regulerende myndigheds gennemsnitlige stilling vil svare til denne værdi.

Fig. 12. Grafen for afhængigheden af ​​systemindikatoren ψ på bevægelsen af ​​reguleringsorganet X under cyklisk søgning i et trinstype system

Med memoriseringen er en cyklisk søgning i trin type systemer tilsluttet. I dette tilfælde er det nødvendigt at huske den oprindelige værdi af udgangssignalet ψ, ændringer i positionen af ​​regulatoren ΔH, den nye værdi af outputværdien ψ + Δψ. På grafen Fig. 12 viser afhængigheden af ​​indikatoren for systemet ψ på regulatorens bevægelse X. Lad den oprindelige position af det regulerende organ på tidspunktet for O. Et forsøgstrin δх er lavet. Når man flytter til punkt 1, øges systemindikatoren, bliver + Δψ. Ved startpositionen i punkt 2 falder værdien af ​​F under forsøgstrinnet i punkt 3. Ved tegnet Δψ kan du bestemme bevægelsesretningen for det regulerende organ. Fremgangsmåden til sådan søgning kaldes cyklisk, fordi trinnet δх er givet af specialkontakten konklisk set i lige store intervaller, og retningen af ​​dette trin og værdien er uændret. Algoritmen ("logik") af driften af ​​styreenheden kan repræsenteres som bord. 2.

For at implementere ovenstående "logik", kan et diagram indeholdende et reguleringsformål, en urgenerator og en styreindretning påføres. Til gengæld har styreenheden en lagerenhed, en motorflytende kontrollegeme og en indretning til bestemmelse af, hvor der skal flyttes denne krop for at søge efter den højeste værdi (figur 13).

Fig. tretten. Skematisk diagram af stepping type styreenhed

Ordningen begynder at arbejde, når kontaktrutegeneratoren er tændt

1

og K.

2

. Et teststrin Δх er færdig, ændringen i udgangsværdien (ψ + Δψ) er husket. Så er nøglerne lukket for

3

og K.

4

. Ved udgangen frigives størrelsen af ​​afvigelsen af ​​udgangsværdien fra den angivne en. Denne afvigelse føres til motoren, som bevæger klappen eller ventilen for at nærme den højeste position. Når en sådan stilling passerer, leveres en negativ spænding til motoren, og den begynder at dreje i modsat retning. Som det fremgår af ordningen, er en sådan automatisk enhed ikke mere end en specialiseret computerenhed.

Hvis du tilføjer en specialiseret computerenhed A og en ekstra computerenhed til det sædvanlige automatiske styrekredsløb, kan du for eksempel bestemme opgaven med at vælge en sådan tilstand, hvor kontrolobjektet og regulatorerne vil forbruge minimum brændstof og elektricitet. Sådanne selvjusterbare systemer (figur 14) kan være meget værdifulde ikke kun for at opretholde bevægelse, såsom raketter, ifølge den ønskede bane, men også til overgang til andre baner, hvis det er nødvendigt, ud fra det synspunkt af økonomiske udgifter til brændstof og energiressourcer.

Fig. 14. Ordning af selvjusterende system med automatisk søgning efter den højeste driftsform

En yderligere computerenhed i opsummerer dataene på antallet af brændstofforbrug eller energi og bestemmer gennemsnitsværdien i en bestemt periode. Denne værdi leveres til enheden A, kaldet Optimizer, som automatisk søger efter den højeste (optimale) tilstand, hvor minimum af energi vil blive brugt.

Ekstreme automatiske styresystemer kan i vid udstrækning anvendes i militær- og flådeknologi. Disse systemer kan for eksempel hjælpe for at minimere fejlen eller fejlen i systemet med vejledende missiler, målbetegnelse, løse problemet med at møde et projektil for at sikre den hurtigste, der fører til effekten af ​​moderne raket-atomvåben. Sådanne systemer kan opretholde den maksimale effektivitet af energisystemet for skibe og kraftværker af fly, for at give tilstand for at opnå et maksimalt udvalg af flyvning, svømning osv.

Et eksempel på et selvjusteret system er et automatisk system til identifikation og udvælgelse af pulssignaler mod støjbakgrund (fig. 15). Det har et selvfremmet filter, med hvilket system er konfigureret i form af det indkommende signal.

Fig. 15. Flow diagram af enheder automatiske signaler

Filterkredsløbet indeholder en opbevaringsenhed, en kortfristet akkumuleringsskema og en komparativ indretning. Akkumuleringen af ​​data på form af en indgangssignalkurve, når de modtages, sker i lagerindretningen. Specialenheden sammenligner data fra filterindtastningen og udgangen af ​​den kortfristede akkumuleringsordning. Når en række signaler af samme formular vises på indgangen, er den fastgjort i lagerenheden. Derefter vil pulser med en kurveform fra alle tilfældige signalfiltre blive frigivet og springet over og sprunget over, hvilket "husker" filter.

Sammenligningsenheden detekterer gentagelsen af ​​pulsformen for nøjagtigt at reproducere denne form i lagringsindretningen.

Med forsvinden af ​​favoritsignalet kommer systemet til at balancere, indtil det nye signal vises, hvis form gentages. Der er en genoprettelse af signaler akkumuleret i lagerenheden.

Hvordan er sammenligningen af ​​formularen af ​​signalet og den, der "husker" filteret? Denne sammenligning udføres på flere forskellige punkter placeret på pullens konvolut. Antallet af sådanne punkter kaldes "antal målinger" af systemet.

I fig. 16 viser et blokdiagram over et eksperimentelt system med ti dimensioner, der foreslås af en af ​​udenlandske virksomheder. Forsinkelseslinjen, som spiller rollen som et kortfristet akkumuleringssystem, har ti vandhaner. Lagringsenheden indeholder ti kondensatorer trukket af modstand. I korrelatoren er der henholdsvis ti multiplikatorer.

Fig. 16. Blokdiagram over det eksperimentelle system med ti dimensioner

Spændingen fra forsinkelseslinjen og cellen af ​​memoriseringen indgår i en multiplikator, hvilket giver produktet til udgangen af ​​disse to spændinger. Signaler fra alle multiplikatorer foldes, og det samlede signal føres til detektoren. Det afslører også, hvor identiske med former for signaler. Dette opnås ved at sammenligne det samlede signal med det, der "husker" filteret, det såkaldte referencesignal. Hvis den første er lig med det andet eller mere af det, åbner detektoren den aritmetiske blok af detektionssystemet.

Ved hjælp af ti yderligere kondensatorer forbedres "Copy" -signalet. Dette betyder, at ordningen i begyndelsen af ​​sammenligningsprocessen frembringer et mere præcist fastsignal til en sammenligningsindretning. Hvis signalet ikke fuldt ud indtastede signalet, men der er kun en komponent af det, begynder systemet stadig at "tilpasse" til det. Der er et tegn på afgrunden, da referencesignalet falder til nul. Når det nye signal vises, er systemet klar til handling. Det betyder, at det er i stand til at "dechiffrere" kodede signaler med periodisk skiftende koder. For signaler med en mere kompleks form har du brug for et større antal målinger.

De selvjusterbare systemer anvendes i vid udstrækning i udlandet, når de udvikler autopilot til fly og raketter, såvel som i udformningen af ​​automatiske styresystemer til rocketo-planer og rumfartøjer.

Det er kendt, at flyet viser sig at blive væsentligt ændret afhængigt af vægtændring og konfiguration, hastighed, atmosfærisk densitet, målmanøvre og type bane. Således skal det selvjusterende system, der anvendes til autopiloten, på baggrund af flyvningsbetingelserne ændrer sine parametre, så det på trods af disse ændringer bevarer den nødvendige kvalitet af arbejdet.

Tag for eksempel en sådan indikator for de omgivende forhold som temperaturen. Flyvningen skal måle temperaturen af ​​disse dele af rumfartøjet, som er mest modtagelige for opvarmning, for eksempel ved indgangen til de tætte lag af atmosfæren. Ifølge resultaterne af disse målinger skal systemet justere bane, så skibet ikke rammer det område, hvor det venter på overdreven opvarmning.

For bedre at forstå princippet om selvjusterende regulering med fly kan du henvise til pilotens handling under flyvning. Hvis han har en kontrolknap, forstyrrer han flyets flyvning, som gør det muligt at mærke maskinens egenskaber og nå den optimale (bedste) kontrol på trods af at du ændrer flyets egenskaber, når højden er indstillet eller ændret flyvehastigheden .

Overvej en af ​​prøverne af selvjusterende autopilot, især på den amerikanske fighter (fig. 17). Hoveddelen af ​​autopilot er en multivibrator - en elektrisk oscillationsgenerator, hvis form er forskellig fra sinusformet. Det udfører funktionerne i et højhastighedsrelæ. Hvis flyet gemmer den angivne position, producerer multivibratoren, der skifter til en af ​​to stabile tilstande, korte elektriske impulser modsat polaritet og lige i kraft. Frekvensen af ​​dem varierer fra 4 til 6 Hz. Disse pulser er opsummeret til styringstypewriter, og det udfører naturligvis oscillationer nær neutral position. Den gennemsnitlige position af rattet forbliver konstant, selv om det selv og bevæger sig 0,1 ° ved hyppigheden af ​​impulser. Flyet har også etableret oscillationer, helt usynlige for piloten.

Fig. 17. Ordning af selvjusterende autopilot

Med en ændring i luftfartøjets position vil signalet fra det tilsvarende gyroskop tvinge multivibratoren til at dvæle i en stabil position længere end i den anden. Så impulserne af en polaritet vil virke på styringsmaskinen i længere tid end pulserne af den modsatte polaritet. Et ratt drejes i overensstemmelse hermed, og flyet vender tilbage til den angivne position.

Og hvorfor er den ideelle model? Mismatpningssignalet går ind i multivibratoren, ikke kun fra gyroskopet, men også fra denne model. Det repræsenterer noget som et filter og efterligner adfærd af det perfekte fly som reaktion på visse vrede. Så ordningen med denne model "Watch", som det rigtige luftfartøj vender tilbage til den oprindelige position. Hvis han opfører sig som et ideelt fly, vil der ikke være noget signal fra modellen. Hvis der for eksempel er en forskel mellem de virkelige luftfartøjs vinkelhastigheder og den ideelle model, modtager multivibratoren det tilsvarende signal og vil tvinge drevet til at ændre ratets gennemsnitlige position.

Og hvad gør en automatisk amplitude modulator? Det styrer løbende effektiviteten af ​​planstyringen og kompenserer automatisk for effekten af ​​højde og flyvehastighed for deres effektivitet. Det er kendt, at for

Forskellige fly, effektiviteten af ​​rattet reduceres på forskellige måder med en stigning i hastighed, højde og fald i lufttætheden. For eksempel ændrer denne automatiske modulator så værdien af ​​afvisningen af ​​rattet (amplitude), så effekten af ​​højden ikke påvirker deres effektivitet. På samme tid klare det med sin opgave, ikke engang "at vide" på forhånd de specifikke egenskaber ved dette fly.

Den selvjusterende autopilot, ifølge udenlandske specialister, har mange fordele over sædvanlige. Det er ikke kun, at på grund af dets anvendelse er det muligt at fremskynde udviklingen af ​​automatisk kontrol for nye typer af fly og raketter og reducere de flyveprøver, der er nødvendige for at matche karakteristikaene for det konventionelle styresystem og det nye fly eller projektil. Men sagen er, at den selvjusterende autopilot er enklere og pålidelig. Dens dimensioner og vægt på 50 procent er mindre, og pålideligheden er dobbelt så høj som den sædvanlige.

Når du udvikler forskellige typer og våben systemer i udlandet, oprettes deres fysiske højhastighedsmodeller også. I en sådan model "indtast" fejlfunktioner, der er karakteristiske for rigtige objekter. Særligt system producerer en løsning til at løse, det vil sige, at den bevæger sig med en stor hastighedstilstande til at eliminere skadelige påvirkninger, fejl for at opnå den ønskede tilstand. Det kræver den mest acceptable løsning og giver den mulighed for at bruge i et rigtigt objekt.

Den nye retning i brugen af ​​selvjusterende systemer er oprettelsen af ​​automatiske controllere i luftfart og raketteknologi. De er beregnet til at automatisere processerne til at kontrollere alle typer komplekse flyudstyr og raket, herunder radar- og navigationsudstyr, hydrauliske og pneumatiske enheder, vejledningsmidler. Designere af elektroniske kalibreringsanordninger, som ved at skabe anden automata, begyndte med analysen af ​​menneskelige handlinger, der udfører kontrol over flyets tilstand eller projektil.

Hvad gør technician checken? Han, der husker kravene til betjeningsvejledningen, overfører de sekventielt skifter til arbejdsstilling, fjerner instrumentaflæsningerne og kontrolleres med dem som angivet. I tilfælde af dataafladning fastsætter det en fejlfunktion og skal beslutte, hvad de skal gøre for at lede teknikken i god stand. Det kontrollerer alle elementerne og etablerer hvilken modstand, kondensator eller lampe er synderen af ​​den unormale drift af det elektriske kredsløb.

Udførelsen af ​​de samme funktioner kan tildeles maskinen. I udlandet oprettes for eksempel en automatisk enhed, som styres af programmet, der blev registreret på båndet, skifter til testudstyret og instrumentaflæsningerne med de nødvendige instruktioner. Derefter udstedes et løsningssignal, hvilket angiver, om parameteren har en test under tilladte grænser. Hvis hardwaren indeholder, har du brug for lang tid at varme op, maskinen tændes og vender tilbage til den, når den går ind i driftstilstanden.

For at søge efter et defekt element følger maskinen "logikken". Det producerer en kombination af flere målinger. For at gøre dette giver maskinen et "hukommelses" -element. Han "husker" en eller en række mellemliggende løsninger sammenligner dem for at finde årsagen til fejlen.

Det oprettede verifikationssystem er ikke designet til at detektere en separat fejlbehæftet modstand eller lampe. Dette system registrerer en funktionsfejl i en lille blok, der er let at udskifte i en konventionel flyveplads. Så snart funktionsfejlet opdages, vælger maskinen en af ​​sine 500 mikrofilm og designer den på skærmen, hvor udstyrsreparationen er givet. På samme tid vælger maskinen et specielt kort og giver det til operatøren. Filmen og kortet angiver elementet mislykkedes, den tid, der kræves for at eliminere de fejl, instrumenter og værktøjer, der skal bruges, hvilket og hvordan man skal gøre osv. Således kan den automatiske højhastighedsanordning ikke kun finde en funktionsfejl, Men giver også specialisteroplysninger, som ellers skulle søge efter i forskellige instruktioner, beskrivelser og ordninger.

I øjeblikket er der ifølge udenlandsk presse udviklet elektronisk kontrol til både specifikke udstyrsprøver og universelle. Der er for eksempel en maskine til at detektere fejl i et meget komplekst bomber-navigationssystem. Der er oprettet installationer for at verificere den korrekte drift af vejledningssystemerne for administrerede skaller.

Om udførelsen af ​​et universelt system kan bedømmes ved drift af en maskine, der er designet til at teste 1.200 forskellige strømforsyninger på fly. Kontrol af hver sådan ordning, den opererer på mindre end et minut.

En anden automatisk kontrol blev oprettet til test af radio elektronisk udstyr af bombarderen af ​​de amerikanske flådestyrker. Ved at informere denne installation angiver Avayishn PEC-magasinet, at det giver mulighed for fire timer at kontrollere hele komplekset af Bombarbarder, herunder navigationsenheder til bombning, kommunikation og radar, identifikation og flyvekontrolsystemer, radardimeter, beregningsenheder og strøm forsyninger. Det er angivet, at ved hjælp af ordinære midler, der kræves en sådan inspektion med et stort antal på mindst 35 timer.

Installationen består af tre blokke placeret på vogne. Hovedenheden indeholder en programmeringsindretning, et system med selvtestning af installationen, der stopper sin drift, når der opstår en intern fejlfunktion, måleanordninger af forskellige egenskaber, indikator og optageenheder. I de to andre blokke indeholder den generatorer, der efterligner signaler, der forekommer i kæderne i flyets radioelektroniske udstyr i flyvning.

Universalsystemer er udviklet til automatisk at kontrollere beredskabet af håndterbare skaller for at starte. Blokdiagrammet for et sådant system er vist i fig. 18.

Fig. 18. Blok diagram over det generelle automatiske kontrolsystem

Hvordan virker dette system? Kontroller forekommer i henhold til et forudbestemt program, ifølge hvilket fra programregistreringssignaler kommer ind i konverteren. Derefter opsummerer de i form af impulser op til testobjektet. Signaler fra excitationsgeneratorer omfatter kontrollerede kæder. Responssignaler falder ind i den omvendte signalomformer, og testen afsluttes automatisk. Fejlfinding begynder.

I en af ​​prøverne af verifikationsudstyr registreres testprogrammet på et magnetbånd. Indtastning af signaler udføres af en højhastighedsanordning, der opfatter med et magnetbånd på 400 signaler pr. Sekund. En lagerenhed foretages i form af en magnetisk tromle og har en kapacitet på 500.000 enheder af information. Indikatoren for pålideligheden af ​​testresultatet påføres, som i form af et tocifret tal (fra 0 til 98) viser, hvor længe afvigelsen af ​​måling fra den tilladte værdi er tilladt. Kontroldataene vises visuelt på det perforerede tape eller i form af tabeller. Brugen af ​​et automatisk system giver dig mulighed for at kontrollere et minut, hvilket normalt var nødvendigt i flere timer.

Højhastighedsautomatiske styreenheder kontrollerer den stigende mængde af forskelligartet luftfart og raketteknologi. Det er f.eks. Oprettet udstyret i forhold til forskellige typer luftfartsradiokommunikation og radionavigationsudstyr, brandstyringssystemer og motorer, identifikationssystemer, støjbeskyttelsesanordninger og andre.

Fig. 19. Automatisk luftfartstestation placeret i trailer

I fig. 19 viser en automatisk testenhed placeret i traileren. Et af de sværeste problemer anses for at udvikle systemer, der er i stand til at sammenligne signaler, der skifter over tid, og tager hensyn til de tilladte afvigelser, også afhængigt af tiden. Det er ikke mindre vanskeligt at oprette enheder, der tillader uden deltagelse af folk til at kontrollere de hydrauliske og pneumatiske luftfartøjssystemer, og kontroller desuden deres motorer i hvile.

Udvikling af udlandet Automatiske styresystemer i luftfart og raketteknologi indikerer, at automatisering baseret på brugen af ​​resultaterne af radioelektronik og andre områder af videnskab og teknologi ikke kun dækker området for bekæmpelse af væbnede kamp, ​​men også deres forberedelse til kamp.

Dette betyder dog ikke at eliminere folk fra at deltage i tjenesten og brug af militært udstyr og våben. Antallet af personer, der er involveret i vedligeholdelse af udstyr, er helt sikkert faldende. Men en person viser sig stadig at være nødvendig som skaberen af ​​biler og en kommandør, der har en enorm viden og erfaring, der er i stand til at bruge maskinens muligheder. Fra en persons forberedelse og kvaliteter vil en person i sidste ende afhænge af succesen i kamp.

Beskrivelsen af ​​princippet om drift og enheden af ​​elektroniske computermaskiner er i øjeblikket afsat til et stort antal bøger og brochurer. Vi vil ikke gentage deres indhold, vi vil kun minde om, at den generelle ordning for den elektroniske computermaskine indeholder sådanne uundværlige komponenter som enheder til uddannelse og stansning af punktuenter, som programmet for drift af maskinerne, en introduktionsenhed, operationelle og langsigtede "Memory", en aritmetisk enhed kan påføres, anordning og kontrolpanel, udgangs- og udskrivningsindretning (fig. 20).

Fig. tyve. Hoveddele af elektronisk computermaskine

Den vigtigste bærer af signalet i e-maskinen, som det er kendt, elektrisk strøm. Det tjener her i form af impulser, der har en meget lille varighed (ca. en milliard dollars af et sekund). Da elektroniske lamper eller halvledere anvendes i maskinens diagram, som har en meget mindre inerti, er tidspunktet for diagram reaktionen meget lille, hundreder af tusindvis af mindre end mekaniske og elektromekaniske indretninger. Alt dette bestemmer maskinens høje hastighed. Der er mere end en gang offentliggjort numre, der taler sin fænomenale ydeevne.

Den elektroniske maskine er i stand til at lave beregninger med en stor hastighed - rækkefølgen af ​​millioner af aritmetiske operationer pr. Sekund med 10-15-bit tal. I et par minutters arbejde vil det gøre mere end regnemaskinen for hele sit liv. Samtidig er arbejdet hos mange computere ikke let, men fundamentalt opstår nye muligheder. Maskinen er i stand til at udføre ikke kun matematiske operationer af et stort volumen og interval, men også logiske operationer.

Men er de elektroniske computermaskiner, som bioionics ikke har brug for i dette område? Nej, det er ikke umuligt at sige, og resultaterne af forskere, der studerer og modtager information i en levende organisme, og især arbejdet i nervesystemet og hjernen, er meget værdifulde.

Resultaterne af forskning inden for bionics har allerede gjort sig til at vide, når de udvikler programmer til elektroniske databehandlingsmaskiner. Baseret på observationerne af, hvordan en person kommer til at løse særlige opgaver, og i henhold til dette blev det såkaldte Eurestical-program oprettet, simulerer denne proces hos mennesker. Det kommer fra Euristest-metoden til at finde sandheden ved at sætte de ledende problemer. Når du bruger et sådant program, viste maskinen med succes 38 ud af 52 sætninger.

Vi vender nu til informationsoverførselsprocessen. Vi har allerede sagt, at signalet er en spændingspuls. Tallene i den registreres i et binært system, hvor to er grundlaget for nummeret. Ethvert tal er skrevet af en kombination af nuller og enheder. I fanen. 3 får en sammenligning af optagelsen af ​​tal i decimaler og binære talsystemer.

Nul og enhed betyder enten fraværet eller tilstedeværelsen af ​​en elektrisk spændingsimpuls. I transmissionen af ​​disse impulser og består af en elementær handling af en elektronisk maskine. Ved indgangen til maskinen anvendes en kæde af såkaldte triggers. Essensen af ​​deres enhed er, at de indeholder to elektroniske lamper, der er inkluderet på en sådan måde, at systemet kun har to stabile stater: i mangel af strøm i en lampe og i mangel af strøm til en anden. Den første tilstand kan betragtes som passende nul, den anden. Hvis du tager en kæde af udløsere, kan du "brænde" nummeret i det binære system, en sådan kæde kaldes registret. Hvis registret allerede registrerer nummeret, og en anden sendes til det, så kan du få mængden af ​​dem. En enhed, der tjener til dette formål, hedder adder. Tal overføres fra en node maskine til en anden ved hjælp af ledninger i form af elektriske impulser.

Uden at gå ind i detaljerne i maskinens arbejde, vender vi os til, hvad der er opmærksom på overførslen af ​​oplysninger i nervesystemet. For det første vil vi vise den utvivlsomme overlegenhed af enhederne af denne art i levende organismer før teknisk. Specialister besluttede på en eller anden måde at sammenligne kodning og båndbredde (frekvensbånd transmitteret uden forvrængning) af hjernen og tv-systemet. For at vurdere disse egenskaber tog en sædvanlig drøm. Evaluering af antallet af personale og elementer, som det normalt er gjort mod telecast, modtog eksperter et astronomisk beløb for båndbredde 10

tyve

-ti

23.

Hz. Da den øverste grænse af strimlen i fysiologiske processer ikke er højere end 100 Hz, og antallet af parallelle kanaler kan ikke overstige 10

9

-ti

10.

Det antages, at en metode til kodning af information i hjernen i et stort antal gange mere økonomisk end i moderne fjernsyn. Som jeg ville berige teknikken, herunder elektronisk tællerautomatisering, dæmpningen af ​​denne kodningsmetode.

Hvad er signaler, der overfører forskellige oplysninger i en levende organisme? Som nævnt ovenfor er det impulser af nervøs spænding.

Mere præcist er overførslen af ​​irritation på nervefiberen en elektrokemisk proces, der opstår på grund af den energi, der er akkumuleret i selve fiberen. Den energi, der forbruges af nerven på pulsen, genopfyldes senere under nervenes kraft. Alle meddelelser overføres langs nerven i det binære alfabet: Enten er nerven alene eller ophidset. Under varierende grader af excitation er der en stigning i frekvensen af ​​impulserne. Ved overførsel af ikke-nervøse meddelelser beskæftiger vi os med en frekvenspulsmodulation, der for nylig har været udbredt i kommunikationsteknikken.

Amplifiers rolle af indkommende signaler i nervesystemet for deres yderligere transmission spilles

Neuroner.

. De tiltrækker nu opmærksomhed hos forskere.

Fig. 21.

Skematisk repræsentation af neuron

Neuron indeholder cellekroppen (figur 21). Træprocesser -

Dendriti.

- Indlæg, for hvilke irritationsimpulser opsummeres til kasseens krop. Output tjener

Akson

.

Hvad er størrelsen af ​​neuron? Dens krop har dimensioner mindre end 0,1 mm. Længden af ​​dendritterne er fra fraktionen af ​​en millimeter til titus af centimeter, deres diameter er omkring hundrededelen af ​​millimeterens lobe. Antallet af processer kan nå flere dusin og endda hundredvis. Axoner kan være en længde på en millimeter til en og en halv meter.

I transmissionen af ​​nervefibre af excitation er rollen stor

Sinapsov.

, det vil sige excitation overgangssteder fra en nervescelle til en anden. Synaps er kun spændte i en retning, fra enden af ​​Axon af en neuron til dendritterne og den cellulære krop af en anden neuron. Derfor udføres fibrene generelt impulser i kun én retning: enten fra midten til periferien eller fra periferien til midten (centripetriske nerver).

Fig. 22.

Presenas neuroner (A) og post-onappecovy neuroner (b)

I fig. 22 er afbildet

Presenas.

neuroner angivet med bogstavet A, og

POSLAINAPSY.

Neuroner - V. Synaps kan være fra en til flere hundrede. Der er især mange af motorens neuroner. De overfører impulser relateret til kontrollen af ​​kropsbevægelser.

I den menneskelige hjerne, hvilke forskere er særligt vedvarende forsøger at simulere, er der 10-15 milliarder neuroner. Men det er ikke kun et spørgsmål om mængde, men i deres usædvanlige kompleksitet og forskellige funktioner.

"Moderne videnskab," Den velkendte sovjetiske forsker P. K. Anokhin i en af ​​artiklerne, "viste tydeligt, at selve nervecellet og hendes shell er en hel verden af ​​forskelligartet i kemiske og fysiologiske formationer.

De tyndeste forskningsmetoder E ved hjælp af elektroniske enheder blev fastslået, at hundredvis og undertiden tusindvis af kontakter, som hver nervescelle kun har begyndelsen af ​​den overraskende proces på molekylært niveau, hvilket tillader kroppen i størrelsen på 20 tusindedel millimeter til få et uendeligt antal syntetiske processer. - "Personlig andel" af celle Deltagelse i aktiviteterne i en hel hjerne. "

Således er nervecellen usandsynligt at blive betragtet som en elementær detalje: dette, konventionelt set, allerede "node" "Machine-Brain" med et komplekst kompleks af funktioner, der afspejler forskellige typer af kroppens aktiviteter. Herfra kan du forstå, hvor svært at kunstigt reproducere en sådan celle i hjernen.

Arbejder på oprettelsen af ​​en analog af en neuron er afsat til hoveddelen af ​​forskningen inden for bionikken i udlandet. Neuron, som allerede bemærket, en omformer med binær udgang, det vil sige med fravær eller tilstedeværelse af et signal. En spændende eller hæmmende impuls kan leveres til neuron af den biologiske organisme. De første kalder neuronens "trigger", hvis værdien af ​​den energi, der akkumuleres af neuron i en vis periode, vil overstige nogle, som de siger tærskelværdien. Hvis amplituden af ​​pulsen er lille, vil neuron ikke "arbejde". Men hvis flere svage signaler handler konsekvent, vil energien, som i alt overstiger tærskelværdien, så neuron "udløser". Det betyder, at det har egenskaben for midlertidig og rumlig summation. Ved udløbet af neuron dannes impulser af standardstørrelse og varighed.

Sekventiel eller midlertidig summation refererer til en sådan excitation af en neuron, når irritationer mindre tærskler efterfølges af tilstrækkeligt korte perioder. Rumlig summation består samtidig med at opsummere to eller flere synapser af individuelle irritationer, svagere end tærskelværdier. Samlet set kan de forårsage neuron excitation.

Skematisk kan du skildre neuronmodellen som vist i fig. 23. Hun har mange input, hvor signalerne er modtaget.

1

, R.

2

og så videre. De handler gennem synaptiske kontakter s

1

, S.

2

Etc. I disse kontakter er der en forsinkelse i det indkommende signal på et tidspunkt, hvor et specielt stof udskilles, der øger neuronets spænding og letter cellereaktionen til de efterfølgende impulser.

Fig. 23. Ordning af model af neuron

Virkningen på neuronets krop bestemmes af mængden af ​​virkninger fra alle indgange og signaler, der har fungeret før. Udløsningen af ​​neuronen opstår, hvis effekten overstiger tærskelværdien af ​​K., så er standardsignalet R. modtaget til udgangen af ​​neuron

Det er interessant, at straks efter eksponeringen af ​​den spændende puls, øges tærskelniveauet for neuron kraftigt til uendelig. Så, intet nyligt kommende signal vil gøre det "at arbejde". En sådan stat er normalt bevaret i flere millisekunder. Tærskelniveauet reduceres derefter.

Hvad angår bremseimpulsen, er det det forbudte signal, der gør det umuligt at "udløse" neuronen fra pulserne af andre input.

I en række fremmede lande er der i gang med intensive værker om kunstig reproduktion af neuroner. I USA, for eksempel, deltager en række forskningsinstitutioner, uddannelsesinstitutioner og virksomheder i dette arbejde. I de enkleste modparter af neuron bruger kun en halvlederanordning. I mere komplekse modeller tager flere halvlederenheder.

En analog af en neuron, der indeholder fire halvlederinstrumenter, har karakteristika tæt på deres biologiske sobrase. Denne analog kan ophidses op til 100 andre enheder uden en signifikant ændring i form og størrelsen af ​​udgangssignalet. Det foreslåede design blev brugt til at reproducere øjets funktion, hvor selen-cadmium fotoresistance blev anvendt som et følsomt element (fotoceller, hvis modstand ændrer sig under påvirkning af synligt lys).

En stor effekt gav en forbindelse af halvlederindretninger på princippet om synaptiske forbindelser i nervevævene. Det var muligt at efterligne effekten af ​​disse væv, som en slags filtre, der kun overfører visse oplysninger.

For at simulere neuroner anvendes magnetiske ferritkerner, ordninger af specielle generatorer (multivibratorer) og andre enheder.

Neuron-modellen med en multivibrator er vist i fig. 24. Semiconductor Devices T Afspil hovedrollen

2

og T.

3

. I en stabil tilstand t

2

låst fordi den negative spænding er indsendt til den

6

. Halvleder enhed T.

3

tværtimod er i adskillelsesstaten. I dette tilfælde viser det sig, at potentialet på et punkt er en positiv (+ 20 V), og på punkt B er også positiv, men lavere i størrelse.

Fig. 24. Neuron model ved hjælp af multivibrator på halvledere

Hvis halvlederenheden T forekommer

2

og låsning T.

3

Potentialet i punktet falder kraftigt, og potentialet i punkt B stiger. Som et resultat af dette leveres en positiv spændingspuls til excitationsudbyttet, og på udgangen af ​​bremsen er negativ. Pulsvarigheden afhænger af valget af modstandsværdier r

m

og kapacitans kondensator med

m

. Ændring af størrelsen af ​​beholderne med

2

og S.

3

Du kan justere systemet for at returnere systemet til en stabil tilstand. Værdien af ​​den negative spænding, der leveres til halvlederenheden t

2

Med modstand R.

6

Tærskelværdien af ​​aktiveringen af ​​neuronen bestemmes.

Er det muligt i denne ordning en midlertidig og rumlig summation karakteristisk for neuron? Ja, muligvis. Til dette formål serveres de inputkæder, der indeholder R

1

, Med

1

og halvleder enhed t

1

. Rumlig summation simuleres ved fodring af signaler til parallelle indgange, midlertidige - akkumulering af energi i kondensatoren med

1

. Pulserne til neuronanalogens indløb blev fodret en vis amplitude og en varighed på en millisekund. De blev ved et uheld fordelt over tid. Udgangen blev opnået et standardsignal med en spænding på 15 V og den samme holdbarhed som indgangssignalet.

Et sådant diagram giver dig mulighed for at reproducere mange karakteristika for neuron, udover dets tilpasningsevne, det vil sige ændringer i udløsertærsklen afhængigt af størrelsen af ​​indgangssignalerne.

Modellen af ​​en af ​​neuronprøverne på det magnetiske element er vist i fig. 25. Strømmen af ​​den første vikling af multi-medlem kernen skaber hovedstrømmen F, der opdeles i to vandløb f

1

og F.

2

Hvor der er huller (vist nederst på billedet). Kernen er magnetiseret til mætning.

Fig. 25. Neuron model på magnetisk element

I den anden vikling kommer aktuelle indgangssignaler. Hvis de i mængden er større end nogle tærskelværdier, så i de ydre dele af kernen, hvor der er huller, en ændring i retningen af ​​magnetfluxen F

2

.

Den tredje vikling drives af vekselstrøm, den fjerde er udgangen af ​​neuron-modellen. Hvordan går signalet til udgangen? Når der ikke er noget signal i den anden vikling, fremkalder den fjerde ikke E. s., da i en halv periode vil magnetisk kraften falde sammen med strømmen

1

, i en anden halvperiode - med stream f

2

. Kernen er mættet, og stigningen i strømmen vil ikke være hverken i nogen anden periode. Den anden ting er, når signalet modtages på den anden vikling. Så F.

1

og F.

2

falder sammen i retningen. Og selvom de i en halv periode ikke vil kunne stige, men de vil falde i en anden halvperiode. Og enhver ændring i magnetfeltet er forbundet med vejledningen i lederen på dette område, elektromotorens kraft. Dette sker udgangssignalet i fjerde vikling.

Når der simulerer komplekse nervesonbindinger, kan andre huller i den magnetiske kerne anvendes.

Hvilken værdi har alt dette for teknologi? Det viser sig, meget stort. Blandt andre opgaver med at forbedre elektroniske maskiner gør undersøgelsen af ​​processen med informationsoverførsel til neuronerne det muligt at rejse spørgsmålet om at sikre høje pålideligheden af ​​disse maskiner. Det er kendt, at når man løser nogle opgaver, skal den elektroniske computermaskine udføres, for eksempel mere end ti millioner multiplikationer. Da maskinen bruges i maskinen, vil den formere tredive cifrede tal til hinanden. Alle skal gøre 10

10.

Elementære handlinger. Således at disse beregninger gav et fejlløst resultat, bør sandsynligheden for fejl være mindre end 10

-ti

. For at sikre en sådan position, selv med de mest avancerede radio elektroniske værktøjer (transistorer, ferritter osv.) Er endnu ikke muligt. Det kan altid være i skemaet en upålidelig genstand, som vil medføre en fejl. Hvordan kommer man ud af denne position? Sådan oprettes en pålidelig bil fra utilstrækkeligt pålidelig undertiden detaljer?

Og forskere huskede mekanismen til overførsel af information til neuroner. Specialister begrundet. Separate maskinelementer kan gøre to uafhængige fejl fra hinanden: Indsend ikke en impuls, når det er nødvendigt, og indsende det, når det ikke er nødvendigt. Derfor er det ønskeligt at have en enhed, der ville være involveret i genoprettelsen af ​​de oprindelige data. Denne enhed skal tilsluttes en flerhed af input kredsløb af skifteorganer. En sådan ordning er intet andet end at reproducere informationsoverførselsprocessen med neuroner. Som vi har set fra fig. 22, in-neurons synapser er slutningen af ​​de vedgårne bundet sideoverførsler af A-neuroner.

Det blev nævnt over, at neuron med en meget høj sandsynlighed kun er begejstret, når impulserne modtager et vist antal synapser. Derfor er konklusionen: Du kan ikke have en, men flere, for eksempel tre parallelle arbejdsmaskiner. De er forbundet med blanderen, hvor mindst to af de tre beregningsresultater er etableret, og yderligere operationer er baseret på de sammenfaldende resultater. Så "de fleste stemmer" etablerer, at overveje pålidelige for yderligere arbejde. På denne måde kan du bygge maskiner, hvor sandsynligheden for fejl kan reduceres skarpt.

Blanderen i dette tilfælde udfører neuronens funktioner. Derfor undersøger forskere nu aktivt spørgsmålet om, hvordan auto-maskiner kan bygges fra neuroner. Neuronerne selv er alle dybere. Teorien om neurale maskiner åbner op ad rigelige muligheder for at forbedre elektroniske databehandlingsmaskiner, øge deres pålidelighed, forbedre skifte, forbedre deres "hukommelse" til snesevis af gange. Det er karakteristisk, at de første rapporter i USA i Bionics ved det første symposium i USA i Bionics blev afsat til at reproducere funktionerne i nerveceller (neuroner), selvlæring og selvudråbte maskiner. I USA udvikler en række virksomheder elektriske analoger af neuroner for at indsamle ordninger, der har en høj hastighed af informationsbehandling og "selvorganisationen".

Nu om "Memory" af elektroniske computermaskiner. Ovenfor, i fig. 20, vi er blandt de uundværlige dele af maskinen inkluderet operationel og langsigtet "hukommelse". En sådan adskillelse af "hukommelse" opstår, fordi det er teknisk vanskeligt i en enkelt indretning for at realisere kravene til hastighed og høj kapacitet. Derfor har den operationelle lagringsenhed en lille kapacitet, men giver hurtig optagelse og evaluering. I en langsigtet opbevaringsenhed kræves der mere tid til læsning, men dens kapacitet er meget høj.

Hvad er de tekniske enheder i "Memory"?

Processen med "memorisering" kan være en oversigt over binære tal på et magnetbånd eller en tromle belagt med et magnetisk bånd. Da nummeret i det binære system er kodet 1 og 0, det vil sige tilstedeværelsen eller fraværet af en elektrisk spændingspuls, så når strømmen passeres gennem spolen med en kerne, der er placeret nær båndet eller tromlen, magnetiseres og gemt impulsen. Du kan rette pulser i form af elektriske ladninger på den dielektriske. Denne dielektriske kan tjene som en skærm af et elektronstrålerør, svarende til dem, der anvendes i almindelige tv'er. Punktafgifter dannet af en flok elektroner angiver enheder af tal og opbevares i ganske lang tid.

Der er også en ultralyd "memorization" system - forsinkelse linjer. De indeholder et rør fyldt med væske (ofte kviksølv). Spændingen påføres det piezoelektriske materiale, der er placeret i kontakt med røret. Under virkningen af ​​spænding i det piezoelektriske materiale forekommer der et mekanisk tryk, hvilket forårsager en ultralydsbølge i væsken. Den bevæger sig fra den ene ende af røret til en anden, hvor der er en udgangsplade fra et piezoelektrisk materiale. Det konverterer ultralyd igen i en elektrisk impuls. Tiden for passagen af ​​ultralydbølgen (og den bevæger sig langsomt), og der er en pulsforsinkelsestid. Da væsken fortsætter sine oscillationer og yderligere, kan "memorization" tiden være mange gange store end perioden for den primære bevægelse af bølgen.

Andre "memorization" -metoder kan også anvendes, for eksempel ved hjælp af ferritkerner mv.

For ikke at forvirre de mindeværdige tal, tildeles de deres nøjagtige adresser i e-maskinen. Hvis de registreres på skærmen på elektronstrålerøret, bestemmes adressen på nummeret af antallet af rør, strenge og kolonne. I tilfælde af en magnetisk post er adressen nummeret på magnetbåndet og sporet på det. Tilsvarende er tal placeret på antallet af linjerne i forsinkelsen og impulsen, svingende i dem.

Selvfølgelig anvendes specielle switching-enheder for at finde adressen. Hurtigere er det muligt at finde nummeret på skærmens skærm, for dette er det nok at angive det ønskede potentielle system, der styrer strålen. Den længste har at forvente tilgangen til det ønskede nummer, når du optager PA magnetbånd.

Vi beskriver handlingen af ​​hukommelsen af ​​e-maskine med en ultralydsforsinkelseslinje. Tallene, "gemte" på denne måde, cirkuleres kontinuerligt i en lukket ring. Overgangen af ​​tal registreres af pulskøretøjet. Hvis du har brug for at overveje nummeret, indleveres adressen på stedet til registret, hvorfra det skal tages. Specialenheden "skærme" for at matche tallene i tælleren og i adressegisteret, kun derefter fører nummeret gennem udgangskanalerne. Optagelsen angiver også adressen på det sted, hvor det nye nummer skal optages, og det gamle nummer er "Glemt".

Vi har beskrevet detaljeret cirkulationen af ​​"Memory" i diagrammet med forsinkelseslinjen, fordi i den på de antagelser af specialister, meget til fælles med virkningen af ​​menneskeskabt. Det antages, at hukommelsen hos mennesker udføres ved at cirkulere nervesituationen ved hjælp af en lukket bane bestående af nervefibre og celler. Tilhængere af disse synspunkter som om allerede opdaget lukkede loop-lignende neurale strukturer i nerveceptorvævene.

Ungarsk videnskabsmand Doctor of Technical Sciences er mindre tilbøjelige til at taryan, en masse neurale automatiseringsproblemer, det hævder, at hvis det ville bygge et "neuralt netværk" fra kunstige neuroner, ville det give "hukommelsen" af enestående kvalitet. Hun ville have overskredet alt i mange størrelsesordener alt, hvad der kan bruges i moderne tællingsmaskiner.

Men der er et andet synspunkt om mekanismen for handling af personens hukommelse: Som om vi er forpligtet til egenskaberne af proteinmolekyler, der er tilgængelige i celler. Det ændrer rækkefølgen af ​​atomer, hvilket giver et stort antal tilstande præget af kemiske egenskaber og i stand til at manifestere sig i cellens fysiologiske funktioner. Hypotesen om, at grundlaget for hukommelsen er omstruktureringen af ​​atomer af proteinmolekyler, er værdifuldt, idet den forklarer tilstedeværelsen af ​​hukommelse i de enkleste organismer, som ikke antager hukommelsen om både cirkulationen af ​​nerveseksigt excitation.

En person vælger fra hans hukommelsesoplysninger om forening med billeder af rigtige genstande. Analogier med denne proces er baserede associerede lagerenheder. I disse enheder foretages data søgningen ikke kun på adressen, men i henhold til tegnene på selve oplysningerne. Der er allerede oprettet en række typer associative mindeværdige enheder, hvor tegn på information registreres på perforerede kort, magnetiske elementer osv. Yderligere forbedring af sådanne enheder vil bringe dem til at bringe dem til den mest bemærkelsesværdige opbevaringsmekanisme - menneskelig hukommelse.

Bionics data tillader ikke kun at forbedre enhedens dele og organisatoriske principper for elektronisk regnskabsautomatisering, men også skabe maskiner, der ville opføre sig mere biologisk, det vil sige, at der var "intelligent" end vores moderne biler.

I USA udvikles en gruppe specialister af Dr. Frank Rosenblate af en ny teori, baseret på, som du kan skabe en elektronisk enhed, der gengiver hjernens aktivitet og i vid udstrækning forklarer processen med menneskelig hukommelse. Ved hjælp af denne teori var det muligt at konstruere en e-maskine model, som ifølge forfatterne er i stand til at klassificere, opfatte og symbolisk skildre de omgivende forhold og også tage hensyn til helt nye og uforudsete ændringer i miljøet og gøre det uden operatørinterventionen.

Den elektroniske computermaskine er blevet kendt for os værker, som det er kendt, strengt i henhold til programmet udarbejdet af en person, og det er nødvendigt at opstå behovet for en uforudsete beslutning, da den stopper. Den nye enhed har sine egne "organer" af opfattelsen af ​​lyd, lyser ligner de menneskelige sanser. I hjertet af "Organerne" af opfattelser ligger kendte elektroniske og elektromagnetiske enheder. Selvfølgelig er de ikke i stand til fuldt ud at opfylde, hvad de menneskelige sanser gør, men giver dig mulighed for at markant udvide kredsen af ​​information, der normalt opfattes af maskinen.

Ved arten af ​​arbejdet er den nye bil større end nogen anden, der nærmer sig hjernens funktioner. Det opfatter oplysninger, klassificerer det og viser konceptet. De fleste af "hukommelsen" -elementerne i den er forbundet tilfældigt, som er hjernen. Fysiologer er kendt for at tro, at forbindelserne mellem foreninger eller "tænkning", hjernens celler organiseres, tilsyneladende tilfældigt. Ved modtagelse af oplysninger i den nye maskine er det ikke et enkelt element, hvor en vis udledning af information akkumuleres, og samtidig de fleste elementer.

En gruppe ledet af RosenBlat gik således primært fra det faktum, at hukommelsesfunktionerne er tilfældigt fordelt i associeringselementerne. Så memorialceller i maskinen fordeles tilfældigt. Men deres forbindelser er absolut ikke at ændre vilkårligt i processen med dets arbejde. Forberedelse af bilen, der er i stand til at opfatte virkelighedens fænomener, troede forskere, at enhver tankevækkende krop blev gjort i stand til at forstå den omgivende situation i læringsprocessen og akkumulering af erfaring og modtager ikke denne ejendoms arv. Derfor var alle lagerceller før inddragelsen og begyndelsen af ​​"træning" helt neutrale.

I fig. 26 viser processerne til at opfatte visuelle indtryk af A - MAN og B - ny maskine kaldet

Perception.

(Fra ordet "Perception" - Perception).

Fig. 26. Processer med opfattelse af visuelle indtryk: en mand (antagelse); B - Elektronisk computermaskine - Perceptor Fig. 27. De vigtigste dele af den elektroniske computermaskine - Perceptionon

Fig. 27 spiller de vigtigste dele af denne bil involveret i reproduktion af visuelle billeder. "For at se" en linse hjælper hende med at fokusere på "Retina" på 400 miniature fotoceller. Hvert sådant billede spænder en række fotoceller, denne excitation overføres til associeringscellerne, hvis samlede antal når 512. Mærket i "hukommelsen" forbliver på grund af det faktum, at de lagringselementer, der styrer signalet for at tænde for Reaktive enheder kan forbedre den. Men står over for et nyt indtryk, en bil, som en person, først gør fejl. Men sporene i "Memory" er gradvist fastgjort, og i henhold til teorien om sandsynligheder er det muligt at sikre, at visse exciter medfører den samme reaktion. Det betyder, at bilen har erhvervet et bestemt "koncept" i forhold til de forhold, der omgiver det. Det er praktisk taget nødvendigt at lave 15 forsøg, hvorefter bilen giver 100 procent af de rigtige svar.

Operatøren kan "undervise" bilen for at komme til de ønskede konklusioner. Dette lettes af tilstedeværelsen af ​​feedback. Fra reagerende enheder kommer feedback signaler til opbevaringsceller, der forårsagede deres optagelse. Disse signaler øger "strøm" af lagringsceller, det vil sige, det ser ud til at være en "vederlag" for den gruppe, der forårsagede at reagere enheder til handlingen.

Bilen har manuel kontrol for at udvikle de nødvendige koncepter. For det korrekte svar er maskinen "belønnet" (effektiviteten af ​​de tilsvarende celler) og "straffes" til en fejl (deres effektivitet er reduceret).

Det skal bemærkes, at "undervisning" nye-machinematikematik er så vanskelig som en person. Derfor har den elektroniske computermaskine i kontoens ydeevne den samme fordel over Percepton, som før personen.

Hvad virkelig "lært" den enkleste model af den nye bil? Uden hjælp person fastslog det nøjagtigt placeringen af ​​de geometriske figurer til højre og til venstre for sit "synsfelt". Hun viste sig for at kunne "lære" for at skelne bogstaverne i alfabetet. Det antages, at Perceptoren vil kunne genkende menneskelig tale og gøre det til signaler, administrere, lad os sige, bogstaver. Maskinen er i stand til at lave oversættelser fra et sprog til et andet, udvælgelse af litteratur, se patenter. I en militær sag er det tilrådeligt at bruge sin anvendelse i vejledning af administrerede skaller, fly. Her kan det gøre det meget nemmere at træffe beslutningsprocessen, som nu er fuldt overdraget til folk. Det anses for at være sandsynligvis at anvende maskinerne af en ny type til luftindtag, da de er i stand til at rapportere uforudsete data, opdage ændringer i situationen mv.

Når man vurderer maskinens evne til at genkende billederne, blev det "vist" et stort antal fotografier af skibe i havet, raketplanter, fly. Det viste sig, at den korrekte "uddannede" maskine er i stand til at skelne mellem enkeltmål, såvel som objekter, der er omgivet af andre i form af objekter. For eksempel, allerede ved maskinens første model, nåede rigtigheden af ​​anerkendelsen af ​​hangarer og kaponier 100 procent, er flyet i Caponier 92 procent, fly uden for huslyden - 94 procent.

Det er ikke tilfældigt, at US Navy blev interesseret i at skabe en prøve af en bil med tusind lagringsceller. Det antages, at en sådan bil ikke overstiger størrelsen af ​​det sædvanlige bord. Sandt nok, mens memorisering af celler er meget komplekse og veje. Derfor er det vigtigst af alt, at designerne betaler udviklingen af ​​kompakte, billige og pålidelige opbevaringsceller. Ifølge de seneste stillinger er den anden Perceptron-prøve allerede bygget. Den indeholder 20 gange flere hukommelseselementer og et mere komplekst forholdsordning end den første model. Det amerikanske militær har til hensigt at bruge denne avancerede percept i den nærmeste fremtid for automatisk at dechifrere resultaterne af luftindtag - luftfotografier og identificere mål for dem.

Ved brug af kunstige neuroner er der allerede skabt biler med anerkendelsesevne, endnu mere perfekt end de første perceptoner. Allerede oprettet, for eksempel en maskine på en række elektroniske neuron -

Arthrone

. Denne elektroniske neuron er mere kompliceret af andre analoger. Det har 16 stater og forsinkelse ejendom. Dette er et ekstremt følsomt element, der har to indgange og en udgang. Indgangs- og udgangssignaler har en digital formular. Maskinens forskel på arthroner fra de første perceptoner er, at stierne for at passere signalet mellem følsomme elementer og arthrons ændrer sig kontinuerligt tilfældigt, mens der i processen med at "lære" vil de optimale stier blive fundet. Men selv efter "læring" vender bilen let tilbage til scenen af ​​tilfældig signal passage.

Hovedmekanismen, som en sådan maskine lærer ", er fire højhastighedsafbrydere. De sammenligner det modtagne signal med tærskelniveauet, bestemme, åbne kontakten eller forlade lukket. I det første tilfælde passerer signalet til Arthrone ikke i andenpassen. Feedback-ordningen og her giver "opmuntring" eller "straf", hvilket reducerer eller øges switcher tærskelniveauet.

Maskine på arthroner, ifølge udenlandsk trykning, kan bruges til automatisk at styre ubemandede rumfly, vil bidrage til oprettelsen af ​​højhastighedskommandørkøretøjer til hovedkvarteret for militære enheder, der gør det lettere for løsninger på kommandøren. Maskinen kan med succes styre udstyr, der opererer under farlige forhold.

Udskrivningen er også rapporteret om oprettelsen af ​​en anden neuronanalog for logiske enheder. Det -

neuristor.

. Det kan udføre alle logiske operationer af eksisterende elektroniske computermaskiner og endda nogle af de funktioner, de endnu ikke har til at sige. Ifølge diagrammet er dette en kanal indeholdende en termistorstrimmel og distribueret beholder. De distribuerer signaler - elektriske udledninger, der passerer med konstant hastighed og amplitude. Efter udledningen bliver anordningen immunitet i nogen tid og understøtter ikke udledninger. Efter en periode genopretter han præstationen. Logiske enheder på neuropratorer er karakteristiske for, at enheden og forbindelsesledningerne er et helt tal.

Et udenlandsk firma foreslog en selvprogrammeringsmaskine, der selvstændigt vælger den optimale tilgang til at løse problemet. Den er designet til at genkende hydrolyators signaler.

Før brug er maskinen "uddannet". På det perforerede bånd af hukommelsesblokken er signaler af hydrolektoren og ekkosignalet, der er skabt af skibet, skrevet. Hvis maskinen forvirrer noget, gentages sammenligningsprocessen, indtil den giver det korrekte svar. "Uddannet" På denne måde kan maskinen analysere undervandsplaceringssignaler bedre end operatøren.

En af de amerikanske firmaer byggede en bionisk læringsmaskine til en hurtig identifikation og klassificering af tredimensionale genstande, der har en form af en bold, kube, pyramider og en ellipsoid. Denne kvalitet, ifølge amerikanske specialister, er meget værdifuld, når du ser, analyserer, vælger billeder om rekognosceringssatellitter, inden de overfører dem til jorden. Og ikke kun i dette tilfælde, men også når man anerkender starten af ​​lanceringen af ​​skaller eller skaller selv fra siden af ​​fly eller satellitter, samt påvisning af missilkrigshoveder blandt falske mål.

En sådan bionisk maskine består af en linse, 400 fotoceller, fotocelleringssignalforstærkere, en associativ hukommelsesblok, der består af 400 enkle logiske ordninger, svar logik enheder og digitale logiske enheder, der angiver form af det observerede objekt. Udgangen af ​​hver forstærker er forbundet (ved tilfældig lov) med inputene på ni logiske kredsløb af hukommelsesblokken.

Hvordan virker sådan en bionisk maskine? Når det optiske billede er designet til fotocellerne, går signalerne fra dem efter amplifikationen til logiske kredsløb af associerende "hukommelse", derfra til to svar logiske enheder. Her er processen med at lære bilen. Ved indgangen af ​​responsenhederne er signalerne "vejet", det vil sige, afhængigt af om tilstedeværelsen af ​​dette signal er korrekt anerkendt, det er enten forbedret eller svækket. Dette opnås på grund af faldet i modstanden ved indgangen af ​​respons logik kredsløb.

Af neurons modeller skaber hele netværk, der er beregnet til at simulere visse funktioner i nervesystemet. Netværk er konstrueret, ændrer deres parametre i overensstemmelse med ændringerne i arten af ​​irritation, såvel som et netværk, der er beregnet til at huske data og kunne "lære".

I det andet symposium i Bionics blev det rapporteret, at en studiemaskine på et neuralt netværk af 102 minister blev oprettet i USA.

Memorors.

- Disse er flydende elementer, strukturelt indrettet i form af små plastkibe i en tredjedel af den kubiske centimeter. Fartøjerne er fyldt med elektrolyt og har elektroder. Effekten af ​​elementer er baseret på modstandsændringen fra 3 til 100 ohm. Netværket af en sådan ministor imiterer arbejdet i det menneskelige visuelle legeme, når man genkender billeder. På baggrund af denne bil antages det at oprette en enhed til løsning af komplekse navigationsproblemer, vejrforudsigelser mv.

USA udvikler også en maskine designet til at genkende tale og udskrive tekst med stemme. Specialister indgår også problemet med at konvertere et sæt tal til en menneskelig stemme optaget på et magnetbånd. Denne stemme indføres i den elektroniske computermaskine, og den producerer matematisk analyse af lyde. Og så fra de modtagne tal igen genskabt (syntetiseret), er menneskelig tale også optaget på en magnetisk film. En sådan analyse og syntese af tale vil være meget værdifuld for indsnævringen af ​​kommunikationskanaler.

Af stor betydning for kommunikation i særlige tilfælde af bekæmpelse af militært udstyr, såsom fly, vil have transformation af talespektret af frekvenser i mekaniske oscillationer. Disse mekaniske oscillationer vil blive opfattet ikke i øret og menneskelig hud.

Faktum er, at støjen i flyveplanet interfererer med modtagelse af lydsignaler ved at høre organer. Hud, der er modtagelig for frekvenser, ni gange mindre end frekvenser, der opfattes af øret (1000-4000 Hz). Derfor, når vi transformerede lydfrekvenser i mekaniske svingninger, kunne operatørerne bestemme nogle lyde ved hjælp af fingrene på vibratoren. Ud over at reducere effekten af ​​støj har denne transmission en større hemmeligholdelse.

Forskning inden for uddannede og selvindlæringsmaskiner udføres i Sovjetunionen. Som den berømte sovjetiske videnskabsmand V. M. Glushkov sagde i et af hans forestillinger, i Computing Center for Academy of Sciences of the Ukrainian SSR (nu hedder det Cybernetics Institute) den elektroniske bil "uddannet" betydningen af ​​sætninger på russisk. Programmet er givet til dette: Maskinen er rapporteret af en række meningsfulde sætninger; Derefter sorterede den i færd med at kontrollere det rigtigt betydningsfulde sætninger fra meningsløse, og det gjorde ikke kun de sætninger, hun lærte i læringsprocessen, men også for fremmede sætninger.

Når modellering på maskinen i processen med "læring", kunne meningen med sætninger på russisk efterlignes af forskellige typer af "træning" - fra nøgne trang til en ømhed til hastige generaliseringer og irrepressible fantasi.

Et af ansatte i Institut for Automatisering og Telemechanika af Videnskabsakademiet i Sovjetunionen blev fremsat af hypotesen om kompaktitet, hvilket giver mulighed for at forklare læringsprocessen og kunstigt reproducere den. I øjeblikket kontrolleres kompaktitetshypotesen for dyr.

For at forstå betydningen af ​​kompaktitetshypotesen, forestil dig et fly opdelt i celler og afsluttet "P" -billeder, der efterligner "modtagere" af letteirritation-receptorer (figur 28, venstre).

Fig. 28. Ordning af processen med "læring" af maskiner, der identificerer brevet A

Hvis et billede er designet til denne slags fotokopi, er ganske visse fotoceller spændt. Tilstanden af ​​hele fotovæggen kan karakteriseres af et punkt, som de siger i receptorrummet (fig. 28, højre). Dette punkt er hjørnet af en enkelt terning. Så bogstavet A vil svare afhængigt af skrivningen af ​​en gruppe af punkter, bogstavet B er en anden gruppe af punkter i receptorrummet. Forskere tyder på, at den menneskelige hjerne på nogle måder er dannet af områder i receptorrummet svarende til et eller andet billede.

Kompakthedshypotesen kan formuleres som følger: En person opfatter mange forskellige visuelle fornemmelser som et enkelt billede, hvis en flerhed af punkter, der svarer til denne følelse, i receptorrummet er på en måde at være et kompakt sæt. Opgaven med "læring" af maskinen er således at udføre i rummet af overflader, der adskiller en region fra den anden, og det betyder evnen til at skelne billeder. I processen med "læring" husker maskinen "placeringen af ​​punkter svarende til bogstaverne A, B osv. I receptorrummet. Som følge heraf bestemmer, hvornår maskinen viser brevet, bestemmer det, hvor punktet er karakteriseret ved det viste billede, og afhængigt af dette "reagerer", hvilket er bogstavet.

Baseret på denne hypotese blev der udviklet et program implementeret på digitale maskiner. Og det viste sig, at maskinerne er meget nemme at "lære" for at genkende fem cifre: 0, 1, 2, 3 og 5 (på grund af det faktum, at figur 4 svarer til figur 1, blev det ikke brugt i første eksperimenter).

I løbet af træningen blev maskinen vist 40 udvalgte tal og rapporterede den betingede kode, hvilke tal. Derefter viste de de resterende 160 muligheder for hvert ciffer, der ikke blev set før maskinen. Hun måtte genkende dem. Og det fra 800 tilfælde tillod kun ... Fire unøjagtigheder.

Bag de første succesrige eksperimenter af sovjetiske forskere fulgte nye. På et lille uddannelsesmateriale lærte bilen "at genkende alle ti cifre. Nu er muligheden for at anerkende maskinen af ​​alle bogstaver i alfabetet og endda portrætter undersøgt.

Sovjetiske forskere mener, at bilen i den nærmeste fremtid vil kunne træne ikke kun at genkende billeder, men også at træne dem mere komplekse processer. Sådanne biler i fremtiden kan erstatte en person, når de udfører de mest subtile operationer. For eksempel vil de kunne dømme lyden af ​​arbejdsenheden om dens brugbarhed eller lytte til hjerteslag, diagnosticere. Det er interessant, at maskinerne kan være ens som det samme, og så for at specialisere dem, "undervisning" til en slags "håndværk".

Det egentlige medlem af Academy of Sciences af den ukrainske SSR V. Glushkov hævder for eksempel, at den elektroniske computermaskine, der behandler noget eksperimentelt materiale, kan åbne en ny naturlov, en helt ukendt programkompilator. Det er selvfølgelig mere naturligt at sige, at den tilsvarende lov er åben med maskinen med en programmør, men når forskeren åbner noget, gælder forfatterskabet ikke for dem, der lærte det.

Selvindlæringsmaskiner er den videre udvikling af systemer med automatisk tilpasning, som blev diskuteret i det foregående kapitel. Selvlære enheder akkumulerer ledelseserfaring og øger deres "kvalifikationer". Samtidig er de i stand til at udføre sådanne funktioner, der ikke var lagt i dem. Det handler om, at hvis designeren lagde evnen til at forbedre og lære i bilen, så implementerer denne evne, finder maskinen selv den bedste struktur og adfærdslove, der kan være uventet for selve designeren. På denne måde kan processen med at forbedre maskingeværer på form af levende former, som sulterer de mest bemærkelsesværdige resultater, udføres.

Afslutningsvis vil jeg gerne endnu en gang understrege Fællesskabet af lovgivningen i ledelsen i teknikken og dyrelivet. Denne ide er hjørnestenen i cybernetik. Undersøgelsen af ​​ledelsesprocesser i levende organismer er yderst vigtigt for udviklingen af ​​teknologi, især automatisering.

Ledelsen, som en målrettet indvirkning, påtager sig tilstedeværelsen af ​​et mål. Et sådant mål kan kun være i en levende organisme. Nu, takket være det kreative geni af en person, dukkede automata, hvor målrettede virkninger er begået uden direkte deltagelse af levende organismer. Målet i disse maskiner har investeret deres skaber - en person.

Kontrolprocessen i maskinen eller levende organisme består af tre dele: Undersøg det administrerede objekt, der udvikler en ledelsesstrategi, implementerer den valgte strategi. Ovenfor talte vi om praktikanter og selvlæringsmaskiner: de kan påtage sig en af ​​ledelsesoperationerne, nemlig undersøgelsen af ​​det administrerede objekt. Den anden del af processen er at udvikle en ledelsesstrategi - kan også udføres af de automatiske søgesystemer. Den tredje operation er at gennemføre den vedtagne styringsstrategi - udføres af tekniske enheder, hvis opgave er mulig hurtigere og mere præcist indstille de valgte driftsformer. Det er vigtigt at sikre den største effektivitet af ledelsen.

Ifølge specialisterne fra Institut for Automatisering og Telemechanika for Videnskabsakademiet i Sovjetunionen, fortsætter nogle ledelsesprocesser i levende organismer i overensstemmelse med principperne om optimal forvaltning. Derfor kontrollerer medarbejderne i instituttet sammen med biologer og læger deres antagelser om levende faciliteter. Indførelsen af ​​stadig mere perfekte maskiner mindskes ikke, men øger en persons rolle i anvendelsen af ​​moderne tekniske midler. Han tilhører kongeriget automatisering ved retten til kommandantens sted, der træffer den endelige beslutning. Dette er særligt udtalt i en militær forretning, hvor der også er en hurtig implementering af automatisering og telemekanik.

På baggrund af ovenstående er det klart at forstå mere tydeligt, hvorfor i løsning af ledelsesopgaver ikke kun tages hensyn til sagens tekniske partier, men også psykologiske og fysiologiske faktorer, der er forbundet med deltagelse af en person i ledelsen processer. Et sådant arbejde i Sovjetunionen udføres af eksperter om automatisering i Commonwealth med psykologer og fysiologer.

Løsningen af ​​disse komplekse opgaver hedder Bionics. Det er ikke tilfældigt, at en sovjetisk forsker figurativt kaldte den automatiske styring af træet, fodrede saftene i de nuværende praktiske automatiseringsopgaver, med et vertex, der forlader i området af de subtuste problemer med en persons højeste nervesvenlige aktivitet. Der er ingen tvivl om, at udviklingen af ​​dette frugtbare område vil gøre det muligt at opnå ny succes med at skabe og forbedre det kommunistiske samfunds teknik, som er nødvendig både for moderlandets produktive kræfter og for at beskytte sin sikkerhed mod enhver indgreb udefra.

1. N. Wiener. Cybernetik eller kontrol og kommunikation i dyret og bilen. M., ED. "Sovjetradio", 1958.2. I. A. Poletayev. Signal. M, ed. "Sovjetradio", 1958.3. V. A. Trapeznikov. Cybernetik og automatisk kontrol. Magazine "Nature", april 1962.4. S. A. DOGA NOVSKY. Automatiske selvjusterende systemer. M., Ed. "Viden", 1961,5. L. P. K R A Y Z M E R. Bionics. M., GosgoGoisDat, 1962.6. Mindre end Taryan. Cybernetics problemer. Magazine "Nature", juni 1959.7. Aviation Week, 7. juli 1958.8. Missiler og raketter, 29. juni og 6. juli 1959.9. Aviation Uge, 3. oktober 1960.10. Elektronisk design, 14. september 1960.11. Radio-elektronik, maj 1960.12. . Elektronik, 23. september 1960.13. Liv, 28. august 1961.14. Bionics Symposium, 1960, 1961.

Download en bog: NPBVI-ASTASHENKOV-P_T_-CHTO-TAKE-BIONIKA-1963.DVU [1,65 MB] (Droping: 63)

P. T. ASTASHENKIVOYED Diverse Forsvarsminister for USSRMOSKVA -1963

Navnet på videnskaben "Bionics" er kendt for mange - det mødes mere og mere. Men for at forestille sig præcis, hvad det er, ikke alle. Så hvad er denne retning?

Ordet "Bionics" er dannet af det græske bionelement i livet, eller lever. I det væsentlige er denne videnskab noget grænsen mellem biologi og teknologi. Det løser ingeniøropgaver baseret på analysen af ​​organismernes struktur og liv. Denne retning er tæt forbundet med flere videnskabelige tendenser, som fysik, kemi, biologi, cybernetik og teknik (elektronik, navigation, kommunikation, marine sag).

Ideen om at bruge viden om dyreliv til at løse forskellige ingeniøropgaver refererer til forfattere Leonardo Da Vinci . Et levende eksempel på et sådant forsøg på at bygge et fly, så han bølger med vinger som fugle.

Med udviklingen af ​​teknologi intensiveret interesse for dyrelivet endnu mere intensiveret af det synspunkt at bestemme generaliteten af ​​alle ting med tekniske manipulationer og værker. Officielt stammer videnskaben om Bionics i 1960, da hun talte om i denne sammenhæng på det første symposium i Dytton (USA).

Hvad studerer Bionics?

Blandt de vigtigste interesser i Bionics er undersøgelsen af ​​menneskets og dyrs nervesystem såvel som modellering af nye celler (indebærer neuroner og neurale forbindelser), som i fremtiden kan bruges til at forbedre computerudstyret og udviklingen af ​​nye elementer af teknologi. Også denne videnskab er interesseret i undersøgelsen af ​​sanserne og andre menneskelige perception systemer til den efterfølgende udvikling af nye sensorer og systemer til at detektere objekter. Derudover betales der i Bionics særlig opmærksomhed på undersøgelsen af ​​principperne om orientering, placering og navigation hos dyr for at indføre disse principper i teknikken. Og undersøgelsen af ​​de biokemiske træk ved mennesker og dyr forfølger forskere, der praktiserer Bionics for at indføre disse principper i udviklingen af ​​teknologi.

Så forsvinder forskerne det faktum, at systemer til levende væsener miniature. For eksempel indtager elementerne i nervesystemet i mængden af ​​flere millioner i alt et par decimetre af hjerneområdet. Naturligvis, og derfor ønsket om at genskabe et sådant skiller system i teknikken, som vil give fordelene ved personer i ingeniørstyring. Interesseret i forskere og arbejdsøkonomi - Den menneskelige hjerne i processen med aktivt arbejde bruger kun et par watt. Ifølge eksperter vil undersøgelsen af ​​pålideligheden af ​​nervesystemet give dem nøglen til oprettelsen af ​​højkvalitets teknikker, som vil være den mest pålidelige som muligt. Alt dette og meget mere bekymringsforskere.

Typer af Science.

Forskere tildeler flere typer bionics:

  • Biologisk, som er involveret i undersøgelsen af ​​biologiske processer i naturen.
  • Teoretiske bionics, som bygger matematiske beregninger og formler baseret på disse data.
  • Tekniske Bionics, der anvender disse beregninger og observationer for at løse forskellige ingeniøropgaver og skabe udstyr.

Baseret på grundvidenskaben er en særskilt retning tildelt - neurobionics. Der er versioner, at denne videnskabelige retning er blevet grundlaget for udviklingen af ​​kunstig intelligens.

Naturlige eksempler på biionk-baserede opfindelser

Eksperter bemærker, at det nemmeste og klare eksempel kaldes hængsler. Handlingen baseret på, at en del af designet drejer sig om den anden, anvendes i marine muslingeskaller. De bruger det til at styre deres dræn, så du kan åbne eller lukke dem om nødvendigt.

Også alle mennesker er bekendt med et sådant emne som pincet. Det betragtes som den naturlige analoge af it, Vertnianens skarpe og limende næb. Selv almindelige sugekopper, der bruges som en vedhæftet fil til forskellige husholdningsapparater eller pasta på arbejdstagernes sko i vasken af ​​højhusvinduer, og de lånes fra naturen. Støvler er udstyret med sådanne suckers, benene af Quix, som følge af hvilken den kan holdes sikkert på glatte blade af planter. Forresten er sugekoppen begge på blæksprutter, der bruger dem til tæt kontakt med deres ofre.

Добавить комментарий