Cos'è Bionics "Perpet

Cos'è Bionics.

Il lettore della brochure del colonnello ingegnere. Tra le industrie, si dice in una brochure, dove i dati ottenuti possono essere applicati, radar, comunicazione, apparecchiature a infrarossi, macchine informatiche elettroniche hanno la massima importanza. L'autore dimostra in modo convincente che le conclusioni di Bionics sono in grado di svolgere un ruolo importante nello sviluppo di attrezzature militari - rilevamento, comunicazioni, gestione, apparecchiature di automazione.

La brochure è progettata per il lettore di massa.

La cibernetica sta diventando sempre più popolare - il ramo della scienza nata nei primi anni dopo la seconda guerra mondiale. È impegnato nella ricerca matematica dei processi di gestione e comunicazione negli organismi viventi e nei dispositivi automatici. Questa direzione scientifica è sorta alla giunzione di scienze accurate, tecniche e biologiche, matematica, fisica, ingegneri, biologi, medici, linguisti hanno partecipato alla sua creazione e sviluppo. Dal momento che la cibernetica per lo studio della gestione e della struttura dei sistemi di controllo dei più diversi resort della natura all'aiuto dei metodi matematici, potrebbe svilupparsi solo sulla base dell'intero barcolla nel campo della teoria della probabilità, delle equazioni differenziali, della logica matematica, della logica matematica, Teoria dell'informazione.

Il primo lavoro in cui è stato fatto un tentativo di sistematizzare i fondamenti della cibernetica era il libro della matematica americana N. Wiener "cibernetica o gestione e comunicazione nell'animale e nella macchina" (1948). Gli scienziati americani K. Shannon, A. Rosenblut e altri hanno partecipato allo sviluppo delle idee principali esposte in questo libro.

Lo sviluppo di discipline matematiche, che svolgono un ruolo importante negli studi cibernetici, hanno fatto un contributo significativo ai meravigliosi scienziati russi A. A. Markov, A. N. Kolmogorov, N. N. Bogolyubov. Anche prima della formazione finale della cibernetica come scienza B. A. Kotelnikov ha effettuato studi profondi della teoria generale della comunicazione, A. Ya. Hinchin ha dato una rigorosa interpretazione matematica della teoria delle informazioni.

Ciò che è nuovo nel principio di questioni dei problemi trasporta la cibernetica? Considera i compiti di gestione in generale, senza inserire i dettagli di un particolare dispositivo di singoli meccanismi, nodi, ecc. La stessa cosa in teoria della comunicazione. Le domande sono risolte dalla cibernetica senza chiarimenti, a quali tipi di comunicazione includono - per telegrafo, radio, telefono o qualsiasi altro. A seguito di tale formulazione, la possibilità di sotto un certo angolo di vista sembra considerare generale nei processi di gestione e comunicazioni in macchine e organismi, per condurre analogie tra le apparecchiature informatiche e il cervello umano.

Sappiamo tutti tali macchine tecniche come regolatore di velocità della locomotiva, macchine utensili, scambi telefonici automatici, macchine per il controllo della griglia di potenza, macchine per il controllo delle reazioni nucleari, stazioni meteorologiche automatiche, autopiloti. Le azioni dell'automazione possono essere programmate, come il funzionamento della macchina macchina. Ma ci sono automa in grado di eseguire l'esecuzione

Una varietà di compiti a seconda delle condizioni esterne

. Questi includono autopiloti installati su aerei moderni e accensione automatica, destinati alla ritenzione automatica della nave nel corso diretto.

Spieghiamo il principio di azione di tali automi sull'esempio dell'auto-autore (Fig. 1). Sotto l'influenza di molti fattori inquietanti (onde, vento), la nave può deviare dal corso specificato. L'elemento sensibile è il girocompas - valuta la grandezza e la direzione della deviazione dal corso e sul suo sensore produce un segnale proporzionale a questa deviazione. Questo segnale attraverso collegamenti intermedi inserisce dispositivi speciali che producono comandi sotto forma di tensione elettrica, gestendo il funzionamento dell'attuatore. Sotto l'azione della tensione applicata, il motore entra in moto e attraverso la trasmissione meccanica produce un volante del sterzo al lato opposto per modificare il corso. Dopo diversi sedie a rotelle, la nave viene fuori dal corso specificato e tutti gli elementi di controllo della potenza automatica occupano la posizione di partenza.

Fico. uno. Schema della nave auto-rublo

Ci siamo fermati in dettaglio sull'azione dell'auto-autore perché è chiaramente visibile nel carattere e nelle caratteristiche dei cosiddetti sistemi di feedback che attraggono e cibernetici.

Concetto di feedback.

È considerato comune alla tecnologia e alla biologia. Il principio di feedback viene utilizzato, ad esempio, in un sistema che controlla l'equilibrio di una persona. Il ruolo determinante dei collegamenti inversi nella costruzione e nella regolamentazione dei movimenti degli organismi viventi è stato stabilito alla fine degli scienziati sovietici degli anni venti.

In fig. 2 mostra il diagramma strutturale del dispositivo di feedback. La sua azione è facile da chiarire sullo stesso esempio con l'elemento automatico. Nel diagramma A (T) -Dated Course, B (T) -Really Wisentment Direction. Il canale di feedback all'elemento di confronto con il segnale dall'uscita viene fornito e, se B (T) differisce dalla direzione specificata, il segnale di mismatch è prodotto uguale a A (T) -b (T), che è migliorato in l'amplificatore. Lo colpisce per ridurre la mancata corrispondenza a zero. Quando la mancata corrispondenza in assenza di influenze esterne tende a zero, il feedback è chiamato negativo.

Fico. 2. Diagramma strutturale del dispositivo di feedback

Tale feedback è importante non solo per l'attuazione di vari movimenti dell'organismo vivente, ma anche per l'attuazione dei processi fisiologici in esso, per continuare la sua vita stessa. È vero, questi feedback agiscono lentamente rispetto al feedback dei movimenti e delle pose.

È noto come il quadro stretto dell'esistenza dell'animale più alto dal punto di vista della temperatura, del metabolismo, ecc. Il cambiamento nella temperatura del corpo di metà gradi è considerato un segno della malattia e il cambiamento della temperatura di Cinque gradi pone la vita del corpo.

Requisiti molto rigidi per la pressione sanguigna osmotica e la concentrazione negli ioni di idrogeno IT. Il corpo dovrebbe avere un certo numero di leucociti per proteggere dall'infezione, lo scambio di calcio dovrebbe essere in modo che le ossa non ammorbidino ei tessuti non siano calcinati.

Molti altri esempi che mostrano che esiste un numero enorme di termostati, regolatori automatici e altri dispositivi di feedback nel corpo umano.

Sarebbero sufficienti per una grande impresa chimica.

Confrontando i sistemi di gestione nell'organismo vivente e nell'automobile, gli scienziati furono costretti a essere più strettamente "peering" nell'essenza di quei tipi di "dispositivi", con i quali animali e piante percepiscono, analizzano, trasmettere informazioni. I dati sul dispositivo di tali "dispositivi" possono essere estremamente importanti per lo sviluppo di molte nuove filiali - comunicazioni, luoghi, automazione, apparecchiature a infrarossi, ecc. Di conseguenza, si è verificata una nuova direzione della scienza, impegnata nello studio dei processi biologici e dispositivi di organismi viventi per ottenere nuove funzionalità per la risoluzione di ingegneria e attività tecniche. Questo nuovo ramo della scienza è diventato chiamato Bionics. Il suo nome deriva dalla parola greca Bion, il che significa un elemento di vita (cioè l'elemento del sistema biologico).

Molti specialisti considerano Bionics con un nuovo ramo della cibernetica. Conformemente a questo, lo definiscono come scienza, esplorando i percorsi e i metodi di modellazione elettronica dei sistemi naturali di ottenere, elaborare, immagazzinare e trasmettere informazioni negli organismi viventi.

Con un approccio più ampio, tre direzioni di Bionics si distinguono - biologico, tecnico e teorico.

Bionica biologica

È impegnato nello studio degli organismi viventi per chiarire i principi sottostanti fenomeni e processi in essi.

Bionica tecnica

Mette il suo compito per la ricreazione, la modellazione dei processi in natura e la costruzione sulla base di questo sistemi tecnici fondamentalmente nuovi e miglioramento del vecchio.

Bionica teorica

Sviluppa modelli matematici di processi naturali. Bionics Utilizzare i dati da biologia, fisiologia, anatomia, biofisica, neurologia, neurofisiologia, psicologia, psichiatria, epidemiologia, biochimica, chimica, matematica, comunicazioni, aviazione e attrezzature marine, ecc. Il Bionics più stretto è attualmente associato a tali discipline tecniche. Come Elettronica, affari dell'aviazione, costruzione navale.

Quanto è ampio una serie di problemi in cui le persone hanno qualcosa da imparare dalla natura, mostrare su tali esempi. L'interesse degli esperti ha causato la capacità del delfino di muoversi in acqua senza molto sforzo alla velocità massima per tali corpi ingombranti. È stato osservato che solo un minore movimento a getto d'inchiostro (laminare) avviene attorno al delfino in movimento, non passando nel movimento Vortex (turbolento). Mentre il sottomarino allagato simile alla forma delfino, c'è un'alta turbolenza. Per superare la resistenza solo da questo fattore è trascorso prima

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dieci

la sua forza trainante.

Gli studi hanno permesso di stabilire che il segreto del delfino "anti-residenza" è nascosto nella sua pelle. Consiste di due strati - uno spessore esterno, estremamente elastico, da 1,5 mm e uno spessore interno, denso da 4 mm. All'interno dello strato esterno della pelle c'è un numero enorme di mosse e tubi pieni di morbido spugnoso. Di conseguenza, tutta la copertura esterna del delfino funge da diaframma sensibile ai cambiamenti nella pressione esterna ea spegnere l'occorrenza di un getto trasmettendo la pressione al canale riempito con la sostanza assorbente di shock.

Negli Stati Uniti, questo fenomeno è stato chiamato "Stabilizzazione della superficie del confine con una giunzione distribuita". Nell'esempio della pelle del delfino, è stato creato un guscio di gomma, i cui canali interni sono pieni di liquido di assorbimento degli urti. L'uso di un simile shell sul siluro ha permesso di ridurre la turbolenza del 50%. Negli Stati Uniti, si ritiene che tali gusci siano molto preziosi per coprire sottomarini, aeroplani e altri dispositivi tecnici.

Un altro esempio istruttivo. Nella conferenza "il destino dell'umanità nell'era atomica", leggeva la fiera del mondo a Bruxelles, il NN Semenov Scienziato Sovietico N. Semenov, parlando dell'attuazione della trasformazione diretta dell'energia chimica nel prossimo futuro, riferito all'artificiale Apparecchi muscolari. Che cos'è? Sulla base dello studio dei processi che si verificano nei muscoli in cui la trasformazione dell'energia chimica nel meccanico, due specialisti svizzeri hanno creato un modello muscolare. A posto, invece di tessuto muscolare, viene utilizzata una sostanza dalla famiglia dei giganti - l'acido poliacrilico è usato.

Da questo acido ha fatto un sottile nastro cinematografico. Trovare in un mercoledì aspro, è in uno stato di catene a caso contorto. Vale la pena cambiare un mezzo alcalino, poiché le molecole di acido poliacrilico diventano portatori di centinaia di accuse negative. Sono reciprocamente reciprocamente, la molecola si raddrizza fino a quando non prende la forma del nastro quando le accuse dello stesso nome saranno sommariamente rimosse l'una dall'altra. La sostituzione inversa del medio provoca la torsione della molecola gigante, ecc. Se la molecola è collegata al carico, quindi, raddrizzare e torcere, funzionerà. Quindi l'energia chimica si trasforma direttamente in meccanica. È possibile ottenere risultati tangibili. Il cavo di acido poliacrilico con un diametro di 1 cm è in grado di sollevare il carico di peso fino a 100 kg. Questo è il risultato che è interessante per la tecnologia.

Di particolare interesse, i dati Bionics sono presentati per la radio elettronica. I risultati degli studi bioionici contribuiranno a risolvere i problemi come l'accumulo e il trattamento di un gran numero di informazioni, aumentare l'affidabilità dei sistemi radio-elettronici, creare nuove macchine elettroniche, dispositivi di sé (adattativi), raggiungono un'ulteriore micromominiatura delle attrezzature.

Bionic Biologica è particolarmente attivamente attivamente le proprietà delle autorità percepere - gli occhi e le orecchie, gli elementi del sistema nervoso, la capacità di animali, pesci, uccelli e insetti per navigare nello spazio circostante, comunicare, in movimento, ecc.

Attualmente, la Bionica tecnica è solo nella fase invadata, ma ora tenta di creare analoghi artificiali della cellula nervosa e dei metodi che imitano i processi elementari del pensiero sono fatti all'estero. Si ritiene che in futuro, il dispositivo che imita il lavoro del sistema nervoso può contribuire alla creazione di veicoli spaziali senza equipaggio per studiare i pianeti del sistema solare senza necessità di controllo remoto dalla Terra. Allo stesso modo, è concepita la creazione di una vasta gamma di macchine di calcolo bionico.

Nei suoi scritti, i biologi si avvicinano sempre più alla riproduzione dei sensi degli esseri viventi più altamente organizzati e una persona con i suoi cinque sentimenti. In questa zona, la natura sta tenendo una superiorità non isolata sulle creazioni delle mani umane. Le macchine elettroniche elettroniche più avanzate sono lontane dalle possibilità che il cervello umano ha. Il sistema nervoso dell'uomo prende contemporaneamente in considerazione incomparabilmente più fattori, ha un numero maggiore di canali paralleli di informazioni rispetto a qualsiasi macchina elettronica perfetta. Se immagini una macchina di computing elettronica con un tale numero di elementi, come il cervello, sarebbe centinaia di milioni di volte più. Sarebbe una scienza per imparare come creare elementi così sorprendentemente sottili e affidabili per le auto, come le cellule del sistema nervoso umano!

Non meno prezioso per creare dispositivi di archiviazione sarebbe quello di esplorare la capacità di accumulare e trasmettere informazioni mediante cromosoma, elemento strutturale del nucleo animale o cellulare vegetale, svolgendo un ruolo importante nell'eredità degli organismi. Nel cromosoma c'è un acido dexiribonucleico - una sostanza organica, la cui molecola ha un numero enorme di opzioni di costruzione. Si stima che il numero di acido indicato, che è contenuto in una singola cella del corpo umano, può codificare le informazioni contenute nel testo di oltre 10 mila libri con duecentomila parole in ciascuna.

La Biionics è particolarmente interessata alla creazione di macchine che riproducono le proprietà individuali del sistema nervoso centrale della persona. Queste sono macchine macchine capaci

Auto-monitoraggio

, Cioè, adattarsi alle mutevoli condizioni di lavoro. Nella stampa all'estero, è stato riportato lo sviluppo, ad esempio, autopilota autoregolante. A seconda delle condizioni di lavoro, la sua prestazione è cambiata.

Un'altra proprietà del sistema nervoso -

Capacità di "scoprire"

. Questa proprietà è riprodotta in macchine per macchine "riconoscendo". Tali macchine possono essere utilizzate per riconoscere gli articoli sui loro contorni esterni, la classificazione di questi articoli e un'immagine simbolica. I dispositivi che possono riconoscere ed evidenziare il segnale e sintonizzati sono molto importanti nei sistemi autoregolanti.

L'uomo è noto a

imparare

. Questa abilità ora sta cercando di sopportare e la macchina. Deve prendere in considerazione l'esperienza accumulata e trarre conclusioni per il futuro. Nell'attività militare, tali macchine possono servire per migliorare automaticamente i sistemi di armi già creati e altri scopi.

Lo studio del cervello umano, l'uso dei dati di questo per creare automati in grado di eseguire almeno una parte delle sue funzioni, scoprire notevoli prospettive per lo sviluppo delle ultime aree della tecnologia moderna.

Quindi, l'emergere e lo sviluppo del Bionics hanno contribuito all'aumento dell'umanità nell'elaborazione e nel trasferimento di enormi quantità di informazioni. Bionics Technical Base - Realizzazioni in apparecchiature informatiche elettroniche e micromominiatura delle attrezzature. Il suo ulteriore sviluppo, secondo gli specialisti stranieri, dipende dall'attenzione alle aree analitiche in neurologia, fisiologia e altre aree di biologia, in precedenza finora prevalentemente scienze descrittive. Naturalmente, anche la formazione degli specialisti che conosceranno sia la biologia che l'elettronica.

I fedeli del suo corso aggressivo, gli imperialisti degli Stati Uniti d'America e questo nuovo ramo della scienza cercano di utilizzare per prepararsi alla guerra. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, secondo la stampa, monitora attentamente lo sviluppo di Bionics. Lavori in questo settore conduce il Dipartimento di Sviluppo dell'aviazione del Centro di ricerca Air Force USA. Ordini lavora sui problemi di Bionics e della US Navy. Sul significato che è allegato alla nuova scienza, il capo del Dipartimento americano della ricerca e dello sviluppo del generale Air Force, General Schriver ha detto:

"Bionics darà alla chiave di risolvere il compito di migliorare le armi e le caratteristiche del personale che serve armi." Successivamente, ha notato che "Bionics attira l'attenzione degli esperti americani al fatto che l'uso di modelli di vita come chiave per il funzionamento dei sistemi radio-elettronici o meccanici apre nuove prospettive nella tecnica"

.

Tra i processi biologici che sono particolarmente interessati agli specialisti americani, c'è sia il processo di creazione di "natura di elementi percepivi microscopicamente piccoli, ma estremamente sensibili."

L'attenzione è attratta dal lavoro del sistema nervoso degli organismi viventi, la trasformazione degli impulsi nervosi, lo studio dell'accumulo e del recupero delle informazioni, ecc.

Gli studi di Bionics condotti negli Stati Uniti riguardano le caratteristiche elettriche dei tessuti viventi e dei processi di eccitazione, fisiologia e chimica di "orologio" biologico, cambiamenti ritmici nel tasso di processi di cambio. Studi nel campo della matematica bionica vengono anche condotti, "antenne" di farfalle, comportamento migratori dei piccioni, collegamento del pesce, l'uso di odore per l'orientamento negli animali acquatici, deve essere studiato l'analisi delle onde all'orecchio. La teoria delle informazioni multi-dimensioni è in fase di sviluppo, un'analisi matematica del design di una macchina di elaborazione avente 10

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Elementi cumulativi.

Nel settembre del 1960, il primo simposio nazionale di Bionics si è tenuto negli Stati Uniti sotto il motto: "I prototipi dal vivo sono la chiave della nuova tecnica". 700 persone hanno partecipato ad esso: radioelettronica - 60 percento, fisici - 10 percento, matematici - 10 percento, biologi, biofisici e biochimici - 5 percento, psicologi e psichiatri - 5 percento. 25 relazioni hanno presentato le principali istituzioni educative e imprese del paese.

Nel 1961, il secondo simposio di Bionics è stato organizzato negli Stati Uniti. Molti rapporti hanno coperto i risultati della ricerca condotta dall'aeronautica degli Stati Uniti e dalla Marina. Lavorare nel campo dell'uso militare di Bionics negli Stati Uniti è proseguita nel 1962 con un ambito ancora maggiore. Pertanto, la stampa ha indicato che l'Air Force è stata guidata da 14 sviluppi, e la Marina sostenuta circa 30 opere in questa direzione.

Gli specialisti americani fanno una grande scommessa su Bionics per risolvere i problemi dello sviluppo della comunicazione. Quindi, davanti a loro, secondo il loro riconoscimento, i difficili compiti di elaborazione delle informazioni circolanti nel sistema elettronico che collegano basi militari, vari tipi di armi. Mi preoccupo e il problema dell'affidabilità, come un sistema di comunicazione con i satelliti. In questo caso, è considerato troppo piccolo negli Stati Uniti la durata della vita dell'attrezzatura, deve essere aumentata di 100-200 volte. Gli esperti si aspettano che lo studio dell'affidabilità degli organismi viventi darà alla chiave di risolvere questo compito.

Ha un sapore di attenzione all'estero e il compito di ridurre le dimensioni e il peso delle apparecchiature elettroniche nell'aviazione. Nel frattempo, non sono ridotti, ma crescono rapidamente. Quindi il bombardiere americano rilasciato nel quarantesimo anno aveva 2000 parti elettroniche a bordo, il piano del 1955 è di 50.000 parti elettroniche e sul veicolo da combattimento del 1960, vengono utilizzate 97.000 parti elettroniche. Ecco perché gli aviatori sono interessati a problemi di dimensioni, pesi, nutrizione a bordo. Non è per caso che siano rappresentanti dei rappresentanti dell'aviazione statunitensi che sono pastori di apprendimento e riproduzione artificiale di dispositivi leggeri e compatti di organismi viventi che richiedono un piccolo consumo energetico.

A causa dello sviluppo sempre più ampio di Bionics e delle maggiori possibilità aperte per applicare i suoi risultati negli affari militari, è importante che la più ampia gamma di persone nel nostro paese familiarizzasse con i problemi più importanti risolti dal nuovo ramo della scienza. È particolarmente utile conoscere i nostri lettori militari.

Recentemente, gli scienziati di un certo numero di paesi esplorano molto attivamente gli organi di cinque sensi (occhi, orecchie, senso dell'olfatto, del gusto e del tangamento) degli organismi viventi. Inoltre, è studiata la capacità di sentire la temperatura, il dolore, la vibrazione, l'equilibrio, ecc.

Percezioni, convertire essenzialmente un tipo di energia in un'altra e avere un'enorme sensibilità, maggiore dei convertitori corrispondenti creati dall'uomo. Ad esempio, si è scoperto che alcuni pesci sono estremamente sensibili all'odore. Uno di questi può rilevare la presenza di una sostanza sfusa, se anche una soluzione della soluzione è contenuta solo 10

-14.

G.

È l'interesse e il mistero del design di un ricevitore microscopico di oscillazioni ad ultrasuoni disponibili in falena, dietro le quali i pipistrelli sono cacciati. Questo ricevitore che percepisce le frequenze da 10 a 100 kHz consente alle falene di rilevare il nemico con la radiazione del suo localizzatore a una distanza fino a 30 m.

Nuove opportunità per la tecnologia a infrarossi possono aprire lo studio di un organo speciale di serpenti razziali, che percepisce la radiazione del calore e rispondendo a un cambiamento nella temperatura del corpo radiante letteralmente per millesima frazione di grado. Con questo corpo, il serpente, che vede in realtà male, può trovare il suo sacrificio nel buio. Tale sensibilità per fornire coordinatori termici di sistemi di homing razzi e altri dispositivi di controllo automatici vengono sognati specialisti stranieri.

Con particolare attenzione, gli scienziati di molti paesi esplorano gli organi di vista con cui oltre il 90 percento di tutte le informazioni penetra nel corpo. I fotorecettori sono soggetti a studi incuranti - cellule nervose che percepiscono l'irritazione della luce, i processi di trasmissione energetica da loro e il trattamento delle informazioni visive. Attrae specialisti e la natura del movimento degli occhi, panoramica dell'occhio dello spazio e molto altro ancora.

Gli occhi di una rana, un animale marino - una spada, gli insetti sono intensamente studiati. Gli esperti stranieri ritengono che lo studio della struttura dell'occhio, il meccanismo della vista e le caratteristiche dell'uomo e degli animali e degli animali possano beneficiare di migliorare i sistemi di esplorazione di foto, chiarire il meccanismo della visione dei colori e risolvere altri compiti tecnici.

Non è un compito meno difficile è lo sviluppo di organi artificiali di visione. Un sistema artificiale di Bell-Phone è costruito da un sistema artificiale, che riproduce una delle quattro funzioni degli occhi della rana. Un'altra azienda ha costruito un modello di "rilevatori di insetti" nell'immagine e somiglianza del veicolo visivo. Il modello contiene sette fotocellule, sei di loro causano irritazione e la settima frenata del nervo artificiale. In assenza di un insetto, tutte le fotocellule sono illuminate in modo uniforme e i segnali di irritazione e frenata sono completamente sostenuti. Quando appare un insetto, la fotocellula centrale viene oscurata, significa che il segnale di frenatura è debole e il segnale di irritazione si applica al "nervo".

Viene anche riportato sullo sviluppo di un dispositivo elettronico, che riproduce l'effetto dell'occhio del granchio simile a ferro di cavallo. Questo occhio era interessato agli scienziati dal fatto che ha la capacità di rafforzare il contrasto di immagini di oggetti visibili. Questa proprietà dell'occhio di granchio dovrebbe essere utilizzata per facilitare l'analisi delle immagini televisive, così come fotografie aeree, foto della luna, ecc.

Risultati molto significativi danno uno studio più dettagliato degli organi uditivi umani. È noto che l'avvolgimento concentrico del guscio dell'orecchio è se necessario per l'udito, così come il secondo occhio per la vista, forniscono la possibilità di definire le prospettive - la posizione della fonte del suono. Gli studi hanno stabilito che a causa delle convolazioni curve del guscio dell'orecchio, il suono arriva al REAPPECKEN. Ciò consente di determinare la posizione della sorgente sonora.

Tra le possibili applicazioni di questa scoperta - la creazione di un "orecchio esterno" sintetico per un dispositivo catturare fonti audio subacquee. Uno degli scienziati negli Stati Uniti ha dimostrato dischi spessi con tre fori praticati in loro, che, come ha indicato, eseguire il ruolo del lavandino umano. Tale disco perforato, posto sotto la testa del microfono, che viene registrata, crea un ritardo nel tempo, consentendo la registrazione mentre si ascolta la registrazione per determinare la distanza e la direzione del suono.

Per tipo di medusa, gli scienziati sovietici hanno costruito un dispositivo che prevede l'approssimazione della tempesta. Si scopre che anche un animale marino più semplice sente infrasuoni non disponibili, derivanti dall'attrito delle onde dell'aria e aventi una frequenza di 8-13 oscillazioni al secondo.

Il Jellyf ha uno scheletro, una fine con una palla fluida, in cui ciottoli galleggiano sulla fine del nervo. Il primo percepisce la "voce" della tempesta di pallone piena di liquido, quindi attraverso i ciottoli, questa voce viene trasmessa i nervi. Nel dispositivo che imita il corpo uditivo della medusa (figura 3), ci sono una radice, un risonatore che trasmette le oscillazioni delle frequenze desiderate, il piezodatchik, che converte queste oscillazioni agli impulsi di corrente elettrica. Successivamente, questi impulsi sono migliorati e misurati. Tale dispositivo consente di determinare l'offensiva della tempesta in 15 ore.

Fico. 3. Diagramma del dispositivo - Predictor Storm

Dal 1950, uno degli esperti stranieri utilizza un orecchio artificiale, che è un microfono di un design speciale. La corrente elettrica che scorre nel circuito del microfono eccita l'arto del nervo uditivo. Questo, naturalmente, il primo design ancora imperfetto, dal momento che in realtà il nervo uditivo ha una complessa "crittografia delle informazioni". Per ricreare artificialmente, un sacco di sforzi avrà bisogno di un sacco di sforzi, in particolare, specialisti in elettronica.

A tale proposito, all'estero è intensamente studiato dal meccanismo di percezione dei suoni da parte di una persona che utilizza un modello elettronico che riproduce le proprietà di frequenza dell'orecchio. Gli specialisti sono riusciti a penetrare nell'essenza di molti fenomeni, in particolare nel processo di percezione del timbro.

Gli specialisti cercano anche di creare un modello, che è simile all'orecchio umano distingue segnali deboli sullo sfondo del rumore.

Oltre agli organi di visione e udito, l'attenzione degli specialisti attira il corpo della sensibilità alla temperatura dalle cavallette (si trova sul dodicesimo segmento dei baffi), alle canne e agli squali, i meccanismi di un senso del tempo in Animali, uccelli e insetti. I meccanismi di sentimento di tempo sono chiamati orologio biologico. Controllano i ritmi della vita del corpo, e per un ritmo ci sono diverse ore. Lo studio di loro negli insetti ha mostrato che sono associati a celle speciali nei nodi nervosi. Queste cellule producono ormoni speciali per controllare i ritmi dell'attività vitale.

La ricerca di orologi biologici è stata condotta in una serie di università e istituzioni straniere. Hanno dimostrato che questi orologi sono insensibili al cambiamento della temperatura solo in determinati fotogrammi. Quando la temperatura viene emessa per questi fotogrammi, ad esempio, quando si raffreddano a 0 °, l'orologio biologico si arresta. Dopo aver aumentato la temperatura normale, iniziano a tornare, in ritardo dietro il tempo di arresto.

Gli specialisti all'estero cercano di creare un analogo elettrico di orologi biologici. L'analogo ha introdotto il generatore, il carattere delle oscillazioni dipende dall'impatto ambientale - alternazioni di luce e oscurità, fasi della luna, ecc. Questo dispositivo, dal piano dei suoi progettisti ", deve far luce sui processi del funzionamento di sistemi biologici se esposti a condizioni periodicamente mutevoli per i mercoledì circostanti.

Nel padiglione dell'energia atomica, presso la fiera di All-Union dei risultati dell'Economia nazionale dell'URSS, l'attenzione dei visitatori attrae un manipolatore che, così com'era, allunga le mani dell'operatore e gli permette di fare il lavoro in cui la persona non può essere localizzata in ogni modo. Una tale situazione può, ad esempio, sorgere all'impresa dell'industria nucleare, dove ci sono zone di contaminazione radioattiva. E qui nel luogo in cui le operazioni dovrebbero essere eseguite, i manipolatori operati a distanza. Hanno un gran numero di gradi di libertà e sono capaci di team di operatori che osservano un luogo sicuro, eseguono una varietà di operazioni. Possono prendere vasi, liquidi di troppopieno, partita della luce, ecc.

Se si è inserita nel dispositivo di manipolatore in modo più dettagliato, è possibile stabilire che questo è il principio di azione - una leva. È destinato a svolgere un numero rigorosamente definito di operazioni richiesto per l'implementazione dell'esperimento. Ma è possibile creare un manipolatore senza un sistema a leva? E qui per aiutare gli scienziati possono venire la conoscenza delle basi della direzione in un organismo vivente, e in particolare Biotoki.

Cosa sono Biotoki e quando vengono rilevati? I pesci elettrici, cioè il pesce, nel corpo del quale sorgono elevate differenze potenziali, erano note a persone molto prima che venisse creata la prima fonte di corrente artificiale. Naturalmente, su persone di quei tempi remoti, le proprietà elettriche dei pesci sono state prevenute dalla paura, poiché gli animali piccoli erano in loro presenza a causa di scarichi elettrici, le lesioni sono state sconfitte.

Il primo che ha studiato l'elettricità in un organismo vivente era italiano Luigi Galvani. Negli anni '90 del XVIII secolo, ha condotto una serie di esperimenti con una rana e ha scoperto che le correnti a breve termine si verificano in tessuto neuromuscolare in determinate condizioni. Elettricità, ha concluso uno scienziato, è in un organismo vivente.

Alessandro Volta ha agito contro questi risultati, che ha creato la prima fonte attuale chiamata in seguito da un elemento galvanico. Ma la scienza moderna conferma la correttezza delle conclusioni della Galvana. In effetti, nell'organismo vivente, l'elettricità esiste.

... Il pesce di mare dal genere Astroscopus ha un modo per produrre cibo basato sull'uso dell'energia elettrica. Gli occhi e la bocca di questo pesce si trovano sulla schiena. Se c'è un piccolo piccolo maschio nel suo campo visivo, il predatore è fabbricato per "Attack". Al momento dell'aspetto di friggere a livello dell'occhio agli organi elettrici, il segnale arriva e lo scarico elettrico viene inviato verso la frittura. Stordito maschio cade il predatore diritto in bocca.

Attualmente, più di cento specie di pesci, in grado di produrre elettricità con una differenza potenziale abbastanza elevata. Quindi, lo slot elettrico può creare una tensione fino a 70 V. Lo scarico con tale differenza di potenziali è il mezzo per proteggere il pattino dall'attacco dei nemici. SOM elettrica, a seconda dell'irritazione, è in grado di provocare una tensione di 80-100 V e più e un'anguizzazione elettrica - da 300 a 500 V.

I pesci capaci di creare forti scarichi elettrici si trovano principalmente nei mari tropicali. Producono elettricità con i loro speciali organi elettrici.

Ma questo non significa che solo alcuni organismi viventi siano peculiari di elettricità. Hanno semplicemente proprietà elettriche espresse in misura più forte. Le correnti più deboli sorgono sistematicamente in tutti gli organismi viventi e persino piante. Nello studio delle correnti in organismi chiamati bioelettrici, tali scienziati hanno fatto un grande contributo come Dubois Ramon, I. M. Sequenov e altri. Il meraviglioso fisiologo russo N. E. Vvedensky nel 1882 ha reso i Biotoks ha presentato la sua voce: è riuscito a sentire il muscolo e i nervi dell'uomo nel telefono. Un po 'più tardi, il nostro compatriota V. Yu. Un Chavets basato sulla generalizzazione di tutti i dati su Biotoks ricevuti prima di lui ha dimostrato la teoria del loro verificarsi in un organismo vivente. Questa teoria è stata quindi basata su idee moderne sui biotoks. C'era un ramo speciale di fisiologia impegnata in processi elettrici in organi e tessuti del corpo.

Come spiega l'origine dei biotoks adesso? Nel processo di metabolismo tra l'organismo e l'ambiente, si verificano centinaia di reazioni biochimiche tra tessuti e organi, si formano molecole e atomi a carico elettricamente denominati ioni. Ioni positivi (cationi) sono di dimensioni più ridotte, più mobili rispetto agli ioni negativi (anioni). Di conseguenza, le cazioni sono più facili attraverso le partizioni cellulari rispetto alle anielle, vengono create le condizioni per la loro separazione, cioè la formazione tra singole parti del tessuto muscoloso, ferro o nervoso della differenza potenziale. Nel corpo della persona non funzionante, raggiunge 0,01 V, nel corpo del lavoro - raggiunge 0,03 V. Quando il danno dei tessuti, la differenza potenziale può raggiungere 0,06-0,07 V. Il ruolo del conduttore per le correnti derivanti dalla presenza di potenziale differenza viene svolto dai tessuti con una maggiore conduttività rispetto al vicino.

Le biotok sono formate in tutti gli organi e i tessuti. Sorgono e quando si lavorano con il cuore, consumando poi in tutto il corpo. Il cuore rilassato ha un potenziale positivo, abbreviato - negativo.

Particolarmente importante è attaccato allo studio delle correnti formate durante il lavoro del cervello. La differenza tra i loro potenziali è misurata da milioni di volt. Le correnti cerebrale possono essere rilevate imponendo elettrodi speciali sulla testa e collegandoli con un amplificatore elettronico (con un guadagno di decine di migliaia). Di conseguenza, sullo schermo dell'oscilloscopio, è possibile vedere la natura delle correnti e le loro modifiche.

Gli scienziati hanno stabilito che le correnti cerebine hanno un certo ritmo. Ci sono già diversi ritmi tali - Alpha, Beta, Gamma e altri. La frequenza dei cambiamenti in ritmo alfa (8-12 oscillazioni al secondo), è più alto al beta-ritmo (20-30 oscillazioni al secondo) e persino più in alto al ritmo gamma. Le frequenze, che significa e ritmi dipendono dallo stato in cui c'è una persona. Una certa interruzione del cervello è definita dagli stessi cambiamenti nel Biotokov. Tale dipendenza dalla natura delle correnti dello stato del corpo consente agli scienziati di studiare i processi che si verificano nel cervello umano. E non solo per imparare, ma a volte per giudicare se una persona è sana se malata, allora, e così via.

E nel 1962, i biotoks del cervello furono usati per osservare dalla terra per il corpo del corpo degli astronauti di Andria Nikolaev e Paul Popovich. Per questo, gli scienziati hanno dovuto utilizzare il sistema di biotelemetria, cioè la trasmissione sui dati radio sui biotoks. È stata creata attrezzature speciali, sviluppato il modo più efficace per guidare Biotokov, il sistema di estensione degli elettrodi.

E l'11 agosto 1962, durante la preparazione di A. Nikolaev, un auricolare con piccoli elettrodi in argento nella fronte e una nuca è stata messa sul volo. Sulla superficie degli elettrodi - uno strato sottile di una pasta speciale. Compatta il contatto degli elettrodi con la pelle.

I fili dagli elettrodi vengono riassunti a un amplificatore in miniatura posizionato insieme a fonti di energia in una scatola piccola, ed è nella tasca della cadenzata.

Solo il volo storico è iniziato, e sulla terra, gli specialisti della medicina spaziale avevano già nelle mani della registrazione di una persona dei biottini umani nello spazio interplanetario. Gli stessi record sono stati effettuati dal lato del veicolo spaziale est-4, pilotato P. Popovich. Decifrare questi record ha dato un ricco materiale scientifico. Ottenere prima nella storia dei record scientifici di Biotoks dallo spazio è un eccezionale raggiungimento della medicina dello spazio sovietico e della nostra elettronica.

Lo studio dei biotest del cervello del cosmonauta consente di ottenere un'idea dello stato fisiologico del sistema nervoso centrale nel suo insieme e rende possibile giudicare le sue reazioni a varie influenze associate ai voli cosmici multi-day. Introduzione al programma di osservazioni degli astronauti per registrare i loro biotok cerebrali perseguiti l'obiettivo di indagare sulla condizione psichica nervosa del corpo umano durante il soggiorno prolungato in uno stato di assunzione di peso. Il metodo di studio dei biotipi del cervello in una certa misura consente anche di controllare lo stato del sonno e della veglia, dell'affaticamento ed eccitazione.

I cosmonauti sono stati studiati ad una distanza non solo biotok cerebrali, ma anche l'attività elettrica del muscolo cardiaco, reazioni galvaniche della pelle. Il controllo sull'attività elettrica del muscolo cardiaco dà un'idea dello stato del sistema cardiovascolare. È stato anche usato nei voli precedenti, il che ha permesso di confrontare i dati ottenuti.

Lo studio delle reazioni galvaniche della pelle serve anche come compito di studiare lo stato del sistema nervoso centrale. Sotto le reazioni galvaniche della pelle, un complesso complesso di attività bioelettrica della pelle, a causa di biotok gonfiore e della sua resistenza elettrica (ohmica), è intesa. Come risultato dell'eccitazione dei maggiori centri vegetativi, cambiamenti nella resistenza elettrica della pelle. Significa che può essere giudicato sulle irritazioni del dolore, alle sollecitazioni emotive, ecc.

Nelle osservazioni degli astronauti dalla Terra, la registrazione dei movimenti degli occhi, basata sulla cattura della differenza potenziale tra i bulbi bulbi oculari positivamente cari e il corpo negativo con i dipartimenti interni (retina e shell) sono stati utilizzati. Allo stesso tempo, in alcuni casi, anche Biotoks of Eye Muscles sono stati in grado di festeggiare.

Tutti questi cambiamenti erano destinati a ottenere informazioni obiettive sulle violazioni dell'apparato vestibolare dei cosmonauts (apparecchi, della "conoscenza" dell'equilibrio del corpo umano). Il fatto è che con tali violazioni ci sono movimenti ritmici involontari del bulbo oculare, caratterizzato da una certa portata e frequenza. Oltre all'osservazione delle violazioni dell'apparato vestibolare, il metodo di registrazione dei movimenti degli occhi dà un'idea dell'attività motoria del cosmonauta.

Poiché le correnti formate nel cervello sono variabili, causano un campo elettromagnetico nel mezzo circostante, ovviamente molto più debole di quei campi che creano antenne della stazione radio. Tuttavia, il campo elettromagnetico del cervello può essere intrappolato. Recentemente, ad esempio, siamo riusciti a prendere onde "cervello" a una distanza di diversi metri. Allo stesso tempo, la natura delle onde, come si supponeva, dipende da ciò che è attualmente impegnato in una persona. E questo, a quanto pare, porterà anche un grande vantaggio per la scienza, in particolare la medicina.

Già nella stampa d'oltremare, un'ampia discussione si è svolta attorno alla telepatia - trasmissione di pensieri a distanza. La rivista francese, ad esempio, ha descritto che l'esperimento del collegamento mentale tra le persone sarebbe stato descritto, uno dei quali era sulla riva, l'altra - sulla rimozione di 2000 km dalla riva a bordo del sottomarino nucleare nautilus. Nelle sessioni nominate, un uomo sulla riva era di indovinare le carte su cui pensò un uomo nel pensiero. La coincidenza che avrebbe raggiunto il 70 percento.

Quanto è affidabile a questo messaggio difficile da giudicare. Ma il fatto che l'uso del campo fisico degli scienziati cerebrali pensa già seriamente, indubbiamente.

Ma torniamo al biocarro. Dopotutto, abbiamo iniziato a parlarne in relazione alla possibilità della loro applicazione per migliorare gli strumenti di controllo a distanza, e in particolare i manipolatori di leva. Si scopre che questa è una cosa molto reale.

Let's, Reader, muoviamo mentalmente la transizione dal padiglione dell'energia atomica della mostra di All-Union dei risultati dell'economia nazionale nel padiglione dell'Accademia delle Scienze dell'URSS. Ecco un manipolatore Biota. Ha molto in comune con la leva, ma c'è anche una differenza fondamentale tra Biotok. Per fare ciò, il braccialetto viene messo sulla mano dell'operatore, gli elettrodi di cui sono strettamente a contatto con la pelle sul sito dell'avambraccio. È in questo posto che i muscoli, causando la flessione e l'estensione delle dita delle mani dell'uomo. Dal braccialetto, il filo si estende per il manipolatore artificiale. Avviare l'operatore che piega la mano e la mano artificiale inizierà esattamente lo stesso movimento. Ciò è ottenuto a causa del fatto che le biotoks derivanti dal muscolo vengono catturate dal braccialetto, migliorano e legano la mano artificiale.

In fig. 4 (in alto) che mostra uno schema a blocchi di controllo bioelettrico. Comprende un collettore attuale, un amplificatore, convertitori, corpo esecutivo (manipolatore). Il convertitore è progettato per determinare quale movimento intende eseguire l'operatore e fornire l'impulso appropriato al manipolatore. In fig. 4 (sotto) mostra lo schema dell'unità idroelettrica della mano artificiale del manipolatore biotecnico.

Fico. quattro. Manipolatore bioelettrico e la sua unità idroelettrica

Come si verifica il processo di controllo bioelettrico? Per capire meglio questo, dobbiamo ricordare come le informazioni vengono eseguite dalle cellule nervose al cervello della persona e degli ordini da esso con i muscoli. Il ruolo principale in questo è giocato dai processi di eccitazione nervosa. Le cellule nervose (recettori) quando l'irritazione li riguarda, "rispondere" dai segnali. Ed ecco la legge: tutto o niente. Questo è, purché l'irritazione non raggiunga qualche soglia, non causa l'eccitazione delle cellule nervose. Non appena supera questo valore, gli impulsi passano attraverso la fibra nervosa. Questi impulsi vengono inviati al cervello, riportando informazioni: "hot", "silenzioso", "rumoroso", "bianco", "rosso", ecc.

Gli ordini dei muscoli all'azione sono anche trasmessi sotto forma di impulsi specifici. Questi impulsi sulla rete nervosa arrivano, ad esempio, nei muscoli che controllano i movimenti della mano della spazzola. Gli impulsi seguono uno dopo l'altro con una certa frequenza, che è più alta, più forte è il lado il pennello. La frequenza raggiunge decine e centinaia di impulsi al secondo, e la loro ampiezza rimane invariata, poiché è determinata non dalla forza di irritazione, ma le proprietà del nervo.

E così abbiamo deciso di usare biotoks derivanti dal muscolo per controllare la mano artificiale. Qui aspetteremo tali difficoltà come una piccola forza dei segnali, la presenza di un gran numero di Biotokov, da cui gli impulsi a cui ti interessa. Questo è per questo e sono forniti nello schema di manipolatore bioelettrico, nell'amplificatore e nell'unità di conversione, solidificando l'intelligenza dell'operatore.

Pertanto, il manipolatore bioelettrico è un sistema di controllo in cui il "programma" imposta un organismo vivente e funziona il suo dispositivo tecnico esterno. Può esserci un sistema di gestione bioelettrica di un altro tipo? Sì. È possibile specificare un programma sotto forma di impulsi elettrici utilizzando un dispositivo tecnico e l'organismo vivente eseguirà questo programma. Un tale sistema è, ad esempio, nell'apparato per il trattamento della potenza elettrica. Gli impulsi elettrici generati dal generatore influenzano il cervello, causano la frenata delle cellule nervose, il corpo del sonno si verifica nel corpo.

Tale domanda sorge: se è impossibile garantire che il manipolatore bioelettrico non solo comprimi e spremuto la mano artificiale, ma ha anche riprodotto altre funzioni della mano di una persona? Naturalmente, è possibile, ma a volte è tecnicamente consigliabile riprodurre solo determinati movimenti delle mani, non troppo complicando la progettazione del manipolatore.

Va notato che la mano artificiale può garantire uno sforzo molte volte più della mano di una persona. Questo non impedisce il fatto che i biotoks siano deboli. Dopotutto, agiscono come un segnale di controllo, e può "comandare" fonti di energia incommensurabilmente più potenti.

Il manipolatore bioelettrico è solo il primo passo nello sviluppo di questo nuovo sistema di gestione. Avanti è un'ampia prospettiva di utilizzare i biotok di vari muscoli, in particolare il muscolo cardiaco, i muscoli che controllano i movimenti di respirazione, ecc. Già stabiliti nel nostro paese il sistema di controllo dei raggi X a spese del Biotok del muscolo cardiaco. Ciò consente di ottenere un'immagine del cuore in qualsiasi momento della sua riduzione.

La radiazione delle onde radio con i muscoli del corpo umano è in corso. Nella stampa americana, ad esempio, la presenza di radiazioni a una frequenza di 150 kHz e sopra. Questa radiazione avviene quando il muscolo è teso e lavora. Inoltre, i diversi muscoli emettono diversamente, più piccoli più forti di quelli grandi. I muscoli musicali sono particolarmente fortemente radiazioni. La forma di tutte queste radiazioni è taglienti.

Gli scienziati dei blocchi aggressivi della NATO stanno cercando di utilizzare le biozioni principalmente per creare dispositivi militari.

La rivista francese "Xyansevi" nel dicembre 1961 ha scritto sull'uso di biotoks come amplificatore di energia muscolare. I medici Ellis e Schnedemermeyer hanno sviluppato un sistema che dà un'opportunità per aumentare il potenziale elettrolitnografico dei muscoli sei volte. Percependo questo potenziale usando i dischi metallici adiacenti alla pelle nel punto della più grande marea dell'energia nervosa alla pelle, i dischi selezionano le biozioni e consentono di usarli per alimentare il motore piccolo.

Lo stubborn è notato sulla possibilità di utilizzare questa apertura per scopi militari. "ServoSoldat" sarà in grado di trasportare attrezzature pesanti e muoversi correre molto più velocemente della gente comune. Tale soldato sarà in grado di muoversi e aerei sull'energia muscolare.

Ora la scienza studia la capacità di utilizzare la gestione del cervello Biotok. Ciò significherebbe che gli stessi biotini del cervello avrebbero comandato il lavoro della macchina, i dispositivi tecnici agirebbero secondo gli ordini del pensiero umano.

Lo studio dei processi in natura è in grado di fornire tecnologia non solo controlli bioelettrici a distanza, ma anche fonti di elettricità basate sull'uso della decomposizione e dell'ossidazione delle sostanze organiche che portano alla produzione di elettricità. È noto, ad esempio, che l'elettricità è formata nello strato inferiore dell'oceano, sembra esserci una gigantesca cella a combustibile. Il principio di funzionamento di tale elemento è riprodotto in FIG. cinque.

Fico. cinque.

Schema della cella a combustibile biochimica

Come si può vedere dalla figura, la cella a combustibile è composta da due sezioni separate da una partizione semi-permeabile. Sezioni interne - Catodi inerte. La sezione Anodo contiene "carburante" - una miscela di acqua di mare con sostanze organiche, nonché un catalizzatore - cellule batteriche. L'acqua di mare con ossigeno è posizionata nella sezione catodo. Quando l'elemento funziona, come nello strato inferiore dell'Oceano, il carburante è ossidato e l'energia viene rilasciata, che viene fornita come una corrente elettrica nella catena esterna.

I vantaggi di tale elemento sono a basso costo, perché utilizza prodotti "liberi". Per quanto riguarda il tempo del lavoro, può essere infinitamente grande se nella sezione catodo introdurre alghe vivi con l'aggiunta di sali inorganici necessari per il loro potere e illuminare l'elemento con la luce del sole. Stampa riporta gli interessi in tali elementi della US Navy.

In un'altra "fonte biochimica per accelerare il processo di decadimento e ossidazione, viene utilizzato un diverso tipo di batteri, grazie a cui le reazioni sono accelerate da un milione di volte.

L'elemento ha una tensione di 0,5-1 V. A causa del fatto che possono essere utilizzati i batteri delle acque reflue, in particolare i batteri dall'intestino di una persona, la possibilità teorica di creare sistemi con un ciclo chiuso per i conchiglie cosmici può essere aperta. Negli Stati Uniti, la ricerca è condotta in questa direzione.

Quindi lo studio dei fenomeni elettrici nella natura arricchisce l'ingegneria elettrica con un nuovo arsenale di fondi.

Il grande interesse di Birch è manifestato in natura organismi viventi orientati nel loro movimento, determinano gli ostacoli, trovare inconfondibilmente la giusta direzione in viaggi molto lunghi. Un notevole vantaggio dei progettisti di dispositivi di navigazione portati, ad esempio, uno studio dettagliato di alcune autorità di orientamento degli insetti in volo.

... L'attenzione dei naturalisti è stata a lungo attratta da due appendice da dietro le ali in doppio insetti, avendo la forma di un panno collegato a un cuscino sottile. Questo è un ronzio, che in volo vibra continuamente. L'estremità esterna di ognuna di esse si muove lungo la traiettoria dell'arco. La tendenza verso tale movimento è preservata e quando si cambia la direzione del volo. Questo crea un ripieno di un animale domestico per il quale il cervello insetto definisce il cambiamento nella direzione e dà ai muscoli del team, il controllo del movimento delle ali.

Il principio di questo dispositivo è stato utilizzato dai progettisti durante la creazione di un nuovo tipo di giroscopio. È noto che il giroscopio: un elemento sensibile indispensabile di tutti i sistemi di gestione in movimento oggetti, comprese le navi, gli aeromobili, i razzi. Secondo il desiderio del ronzio nel suo design, vibrazione di piatti sottili. Si è scoperto che un tale giroscopio ha molta più sensibilità rispetto al solito. Ma il suo vantaggio principale è un'esposizione inferiore all'influenza di elevate accelerazioni. Diventare "anima", ad esempio, un tale dispositivo, come puntatore di aggregati, ha trovato applicato su moderni aeromobili ad alta velocità.

Ecco un altro esempio dell'applicazione di successo dei dati Bionics. Sono i suoi dati che è stato possibile creare una "Bussola del paradiso della luce polarizzata", cioè un dispositivo in grado di localizzare il piano di polarizzazione per determinare la posizione della sorgente luminosa. Fatto una bussola nell'immagine e sulla somiglianza dell'occhio delle mosche o dell'ape. È noto che gli elementi indipendenti degli occhi sferici di questi insetti (immatidi) sono suddivisi in otto parti situate come un asterisco. Il grado di trasmissione della luce polarizzata dipende dalla direzione da cui viene. Non accidentalmente per gli occhi, ad esempio, le api diverse aree del cielo avranno una luminosità ineguale. Su questa base, determina la sua posizione verso il sole anche quando è nascosto dalle nuvole. Allo stesso modo, la bussola celeste della luce polarizzata può essere utilizzata in spedizione per l'orientamento della posizione dello splendente, indipendentemente dal tempo.

Sulla base dell'azione di OMMATIDIA, è stato creato all'estero e un altro dispositivo. È noto che ci sono diverse immagini del soggetto. Aiuta a guardare l'oggetto in movimento, perché inserisce costantemente il campo visivo di ciascun ivymidium. Su questa proprietà, l'insetto può determinare la velocità del soggetto.

Il dispositivo per gli occhi dell'insetto è stato un prototipo di un nuovo dispositivo per la misurazione istantanea della velocità dell'aeromobile. Il dispositivo si è rivelato poco costoso, piccolo. Informa l'osservatore sulla velocità dell'aeromobile o su qualsiasi altro corpo che attraversa il suo campo visivo.

Gli esempi di cui sopra mostrano le possibilità di Bionics per migliorare la tecnologia di navigazione, ma non dare alcun motivo per sostenere che tutti i processi in natura sono inizi e rimane solo per raccogliere frutti. In effetti, Bionics ha molti problemi irrisolti, in particolare nello studio dei metodi e dei dispositivi che consentono agli animali di navigare in varie condizioni e in particolare durante la migrazione.

Vari rappresentanti del mondo degli animali - gru, pipistrelli, acne - superano le distanze di molte migliaia di chilometri e vengono sempre al posto della loro riproduzione. Anche una creatura così bassa a bassa velocità, come una tartaruga, può superare le lunghe distanze, rigorosamente resistenti alla direzione desiderata. Ogni tre anni, le tartarughe marine, superando il percorso di cinque con più di migliaia di chilometri, vengono raccolte in un certo posto per la posa di uova.

Gli esperti hanno suggerito che la migrazione sia spiegata dalla ricerca di bordi caldi. Ma si è scoperto, una petrel, ad esempio, fa il posto dall'Antartide al Polo Nord. Quindi questa spiegazione non è abbastanza.

Con uno studio più attento del processo di migrazione, hanno notato che il volo degli uccelli colpisce, per così dire, "situazione astronomica". Era possibile installare nel planetarium, dove le stelle sono state riprodotte e osservazioni del volo notturno dei vestiti. Il fatto che in volo alcuni uccelli sono focalizzati sulle stelle, magari spiega il fatto che di notte sorvolano le nuvole, all'altezza di molte migliaia di metri.

Come viene effettuato questo orientamento - per dire fino a quando non è impossibile. Tuttavia, alcuni suggerimenti indiretti sulla natura dei processi sono già lì. È stato stabilito che le onde radio emesse dai trasmettitori di localizzatori e delle stazioni connesse interferiscono con "dispositivi" dell'orientamento degli uccelli in volo per svolgere le loro funzioni. Significa che il sistema di navigazione degli uccelli si basa sull'uso delle oscillazioni elettromagnetiche.

È noto quanto i sistemi di astronavigazione nella gestione dei missili in aereo e spedizione sono ora acquisiti. Come sarebbe importante per i metodi di Bionics spiegare questa capacità degli animali, di studiare e riprodurre tecnicamente un organo così sorprendente.

Gli intenditori delle moderne tecniche radar non possono se non interessare un tale fatto. Due scienziati americani hanno deciso di esplorare la questione di come i maschi della farfalla "Piccolo occhio di pavone notturno" (Saturnia Pavonia) trova una femmina ad una distanza di 10 km. Si è deciso di concludere una femmina sotto il vetro. Le farfalle dei maschi sono ancora volate alla femmina. Niente ha dato il collocamento delle femmine per la griglia metallica. Solo una schermata che non trasmette i raggi infrarossi, così com'era, completamente isolate farfalle di vari sessi l'uno dall'altro. Gli scienziati americani hanno concluso in modo sicuro che i maschi hanno, come lo erano, il "localizzatore dei raggi infrarossi". Forse ulteriori ricerche raffinate questa conclusione iniziale. Tuttavia, non è dubbio che tali dispositivi di piccole dimensioni per il rilevamento di oggetti a distanze nelle decine di chilometri meritano l'attenzione più stretta.

La ricerca sulla ricerca della Marina degli Stati Uniti è condotta dal "sistema di navigazione biologico" dei piccioni. Gli scienziati cercano di rivelare il segreto di come i piccioni sono focalizzati su terreni non familiari e trovare la strada a casa. Per osservare questi uccelli durante il loro volo, viene applicato un sistema completamente nuovo. Si basa sulla ricezione dei segnali di un trasmettitore radio in miniatura, rafforzato sul retro del piccione.

Il trasmettitore radio funziona in un intervallo d'onda del misuratore (frequenza di 140 MHz). È assemblato esclusivamente sui semiconduttori e pesa 66,8 g. Le fonti di corrente sono batterie di mercurio, fornendo 20 ore di funzionamento continuo. Antenna - Laurea, lunghezza di 101,6 cm. In modo che non sia confuso nelle piume di coda, una parte significativa di essa è vestita in fibra di vetro.

Lungo il percorso stimato, il piccione si trova a ricevere stazioni per la registrazione della direzione del suo movimento. I ricevitori possono ricevere segnali dal piccione "Radio-" da qualsiasi direzione a distanze oltre 33 km. Aumento dei piccioni, in un momento rigorosamente definito, e il punto di ciò viene applicato alla carta. Durante una rampa di piccioni nel distretto di Philadelphia, l'osservazione è stata effettuata per 33 km.

Oltre alla direzione del volo, è stato deciso di monitorare i cambiamenti nell'ambiente esterno e le risposte del corpo del corpo di loro. Interessato a scienziati e pressione sanguigna e respirazione dei piccioni. Di conseguenza, sperano di rivelare il mistero della navigazione biologica e su questa base per creare piccoli sistemi di navigazione e rilevamento.

Gli studi non sono limitati ai piccioni, è previsto esplorare la "esperienza" degli uccelli come Albatrosse. Destende anche di organizzare gli studi dei movimenti dei delfini marroni, delle balene, degli squali, delle tartarughe marine, cioè tali animali che si trovano vicino alla superficie dell'acqua quasi tutto il tempo, che facilita il tracciamento.

È noto che quando si spiega il principio del radar di solito si riferisce a topi volatili, che distingue facilmente tra gli ostacoli in volo, radiando le onde sonore e prendendo segnali riflessi. Ma si è scoperto che non solo il principio del funzionamento dell'apparato di posizione dei topi è di interesse, ma anche il suo dispositivo e caratteristiche. Gli scienziati hanno stabilito ora che questo dispositivo ha una maggiore precisione che creata da uomo radio e idrocatotrici. Si è scoperto che i pipistrelli di una delle specie rilevano facilmente un filo con un diametro inferiore a 0,3 mm, nonostante il fatto che dà, ovviamente, un segnale riflesso estremamente debole.

È anche caratteristico che l'accuratezza della scoperta dell'ostacolo si ottiene anche con rumore, l'intensità dei quali è molte volte superiore all'intensità del segnale ricevuto. Pertanto, secondo lo scienziato inglese L. Kay, l'apparecchio di ecolocata dei topi volatili agisce con successo anche con l'intensità del segnale all'intensità del fondo del rumore, pari a 35 (nelle unità logaritmiche del decibel).

Si scopre inoltre che diversi tipi di topi volatili, i dispositivi di ecologation sono disposti in modo diverso e vari segnali vengono utilizzati per l'orientamento. I topi insettivori ordinari fanno ultrasuoni con modulazione di frequenza. La loro frequenza varia da 90 a 40 kHz durante l'ordine di diversi millisecondi (da 10 a 0,5 millisecondi).

In fig. 6 mostra i segnali emessi dal mouse insettorale registrato sul film con metodi diversi. I segnali sono stati catturati dal microfono capacitivo e sono stati alimentati al discriminatore, cioè il rilevatore di oscillazioni modulate in frequenza. La tensione di uscita della corrente raddrizzata è stata direttamente proporzionale alla frequenza dei segnali di ingresso e non dipendeva dalla loro ampiezza.

Fico. 6. Registrazione sul film dei segnali emessi dal mouse insettivo

Come funziona il "localizzatore" dell'insetto del mouse? Bocciola con una bocca aperta, di conseguenza, il campo dei segnali irradiati si sovrappone all'angolo di 90 °. L'idea della direzione, secondo gli specialisti, il mouse riceve a causa del confronto dei segnali presi dalle orecchie, che vengono aumentati durante il volo come antenne riceventi. La conferma di questa opinione è che vale la pena di affrontare un orecchio di un mouse volatile, poiché perde completamente l'orientamento.

La letteratura osserva che il lavandino dell'orecchio del pipistrello è disposto nello stesso modo degli umani, ma la gamma di frequenze ricevute è più ampia - da 30 Hz a 100 kHz.

Il processo di rilevamento di oggetti del pipistrello insettivo non è ancora completamente scoperto ed è studiato. Per quanto riguarda gli oggetti sulla rimozione a 1-1,2 m, si presume che il mouse possa distinguere i segnali da molti di essi. Come mostrato in fig. 7, l'aggiunta di impulsi irradiati modulata da frequenza e i segnali riflessi conferiscono ai segnali della differenza di frequenza ΔF, che sarà proporzionale alla distanza dall'oggetto. La durata dei segnali di frequenza di differenza è anche una funzione di distanza.

Fico. 7. L'aggiunta di impulsi irradiati modulati dalla frequenza e dai segnali riflessi e dai segnali riceventi proporzionali alla distanza dall'oggetto

Si presume che a distanze, grandi 1,2 m, l'accuratezza del rilevamento di oggetti con il mouse dovrebbe diminuire. Tuttavia, il comportamento dei topi non lo confermano, la precisione rimane invariata.

Per spiegare questo fenomeno, viene presentata la seguente ipotesi. Il mouse può irradiare oscillazioni che non sono rilevate dall'apparecchiatura esistente. O per misurare la direzione per l'oggetto, viene utilizzato il metodo di modulazione della frequenza. Gli oggetti a destra e sulla sinistra sono creati in diverse orecchie diverse frequenze di battiti. La differenza nelle frequenze dei Beats è proporzionale all'angolo e non dipende dalla distanza.

Un altro tipo di topi volatili - riga - viene utilizzato per l'orientamento dei toni puri della frequenza di circa 80 kHz sotto forma di una durata di impulso di ampiezza costante in media circa 60 millisecondi. Utilizzando un apparecchio di registrazione ad alta velocità su un nastro magnetico, è stato possibile ottenere caratteristiche dei segnali emessi dai diafori dei topi. Come si può vedere dalla figura. 8, alla fine del polso è notevolmente modifica della frequenza. Diminuisce secondo una legge lineare con una velocità di 10-20 kHz / s per 2 millisecondi. Questo cambiamento di frequenza assomiglia ai segnali dei normali topi insettivore.

Fico. 8. Scrivere sulla nastro magnetico dei segnali emessi dai topi

Esternamente, il comportamento in volo dei topi di queste due specie è diverso. Ordinary - Orecchie fisse dritte, vicino ai ferri di cavallo - Testa di movimenti continui e orecchie vibranti. È caratteristico che la conclusione di un orecchio non impedisca al Medioevo di navigare. Ma danni ai muscoli, controllando il movimento delle orecchie, priva la sua capacità di volare.

Si presume che con l'aiuto del movimento delle orecchie, il mouse modula i segnali riflessi ricevuti e li confronta con emessi. Le baze sono formate, sincrono con il movimento delle orecchie anche a riposo e nel caso di oggetti fissi. Allo stesso tempo, forse il mouse determina la distanza dagli oggetti usando l'effetto Doppler. Questo effetto consiste nel cambiare la frequenza, come il suono, a seconda del movimento (convergenza o rimozione) della fonte rispetto all'osservatore.

Allo stesso tempo, si suggerisce che nei processi dei "localizzatori" dei topi di entrambe le specie ci sono grandi somiglianze. A questa conclusione, la presenza di una sezione con una frequenza variabile alla fine del polso emessa dal diafoma dei topi sta spingendo.

Non siamo al fine di fornire dettagli sul dispositivo e il processo di azione dei "localizzatori" di questi esseri viventi per diventare uno dei punti di vista e mettere tutti i punti sopra "e". ESEMPIO Ancora una volta parla dell'utilità dello studio dei dispositivi di ecolocazione del mondo vivente. Questo è importante non solo per sviluppare nuovi principi di radar, migliorando le strutture del radar, ma anche garantire il loro lavoro in condizioni di interferenza.

Nel Massachusetts Institute of Technology (US), vengono studiati "interpretazione dei metodi di dati" utilizzati da topi volatili. I professionisti sono interessati a come questi animali coperti di pelliccia si distinguono tra gli squittii e le grida acquirenti di altri topi volatili i loro segnali riflessi. Per la ricerca, è stata realizzata un'attrezzatura speciale complessa - metri di frequenza ad ultrasuoni, microfoni, ecc. Si ritiene che tale studio possa essere utile nello sviluppo della protezione dei sistemi radar da interferenze.

Fico. nove.

Rappresentazione schematica del processo di studio dell'apparato di idrolizia del Dolphin

Per l'idrolicazione, è molto prezioso per gli studi dell'apparato di idrolizia dei delfini marroni (figura 9). Gli scienziati hanno scoperto che i delfini emettono i suoni di due nascite. Per la comunicazione, i delfini pubblicano

Serie di clic su suoni nell'intervallo di frequenza da 10 a 400 Hz. I suoni emessi dai delfini per rilevare vari oggetti nell'acqua di mare nell'intervallo da 750 a 300.000 Hz e sono pubblicati da varie parti del corpo dei delfini.

È stato stabilito che i delfini reagiscono ai suoni fino a 80.000 Hz. Si nota anche che l'apparecchio idrolitico delfino supera gli idrolizzatori esistenti non solo con precisione, ma anche per intervallo. E qui, come in molti altri casi, dobbiamo ancora "recuperare" in natura.

Già, i primi studi hanno dimostrato che l'apparecchio idrolizzato consente al delfino non solo di rilevare i pesci che servono ad essere cibo, ma anche per distinguere la loro razza a una distanza di 3 km. Allo stesso tempo, il grado di corretto rilevamento è del 98-100 percento. Durante gli esperimenti, il Dolphin non ha mai provato a catturare il pesce separato da esso con una barriera di vetro, e in 98 casi da 100 navigati attraverso il foro aperto nella griglia, e non attraverso il foro, chiuso con un piatto trasparente.

Oltre ai delfini, l'apparecchio di idrocartizzazione ha porcellini d'india. Usando questo apparato, si trovano preda. Anche in acqua fangosa, la Guinea Pigs rileva un pezzo di cibo con una dimensione di 2,5 mm su una distanza di 15 m. L'hydroletor Guinea Pig funziona a una frequenza di 196 KHz.

In una delle università degli Stati Uniti, la capacità di uno squalo per i sacrifici è attentamente esaminato. Si basa sulla percezione di suoni e vibrazioni. Il meccanismo di homing di squalo dovrebbe essere adattato per creare armi gestite.

Gli scienziati assumono che i pesci tropicali siano in grado di produrre onde elettromagnetiche, emettono loro e utilizzare per rilevare qualsiasi elemento. Un simile pesce, in particolare, è la corsia di mormirus-nile o strati d'acqua. Ha un peculiare "generatore" di oscillazioni elettromagnetiche a bassa frequenza situata nella coda. Svuotato da energia elettromagnetica a lungolati, diffusione nello spazio, si riflette dagli ostacoli. I segnali riflessi vengono catturati da corpi di pesce speciali situati alla base della pinna spinale. Questo pesce rileva la presenza di una rete, "vede" la frantumazione discesa nell'acqua, "sente" l'approssimazione del magnete. Lo studio di questo "localizzatore" può aprire gli scienziati a nuovi fatti associati alla cattura e all'uso di emissioni elettromagnetiche, caratteristiche di un grado o altro a tutti gli animali e arricchire la scienza e la tecnica con nuovi principi per la progettazione di attrezzature, in particolare per la posizione in acqua.

Nell'introduzione al libro, abbiamo parlato di proprietà degli organismi viventi per mantenere un certo stato con un cambiamento significativo in condizioni esterne. Si trattava di regolare la temperatura corporea, la pressione sanguigna, ecc. La proprietà di mantenere determinate caratteristiche quando si chiamano condizioni esterne

Omeostasi

e i sistemi di regolazione del corpo -

omeostatico

.

I sistemi omeostatici con una grande varietà di perturbazioni esterne sono in grado di mantenere il valore costante del valore regolabile. Durante l'adattamento alle modifiche delle condizioni, si verificano modifiche locali, che non violano l'integrità dell'intero sistema. Nella maggioranza travolgente nel corpo c'è un vero ensemble di sistemi interrelati: tanti valori che sono contemporaneamente supportati in determinati limiti.

Dai sistemi omeostatici in un organismo vivente, la scienza ha ora un passo verso i sistemi di gestione autoportante nella tecnica. Prima di considerarli in dettaglio, tornando ancora una volta ai sistemi di controllo automatico più semplici.

Estremamente distribuito nella tecnica di un sistema di feedback automatico. Poiché era già stato notato sopra, all'uscita dell'oggetto di controllo automatico, viene sottratto dal valore regolabile in uscita del valore specificato. Con la grandezza della deviazione, il regolatore genera un segnale di controllo che riduce la deviazione a zero.

Tuttavia, per controllare oggetti più complessi e meno studiati, i sistemi sono stati richiesti che non è stato necessario eliminare solo la deviazione nota del valore regolabile dal valore specificato, ma anche risolvere attività più complesse, cerca automaticamente tali modifiche nel sistema stesso per raggiungere il desiderato risultato.

Auto-tuning in linea di principio significa che la capacità del sistema risolva il problema della regolamentazione a vari effetti di disturbo, spesso anche il costruttore previsto. Si ottiene utilizzando dispositivi che possono monitorare continuamente le caratteristiche del sistema e quindi influenzare i suoi parametri per portare le caratteristiche a ottimale (più alta, migliore).

Considerare per l'inizio il più semplice dei sistemi autoregolari - sistemi di sistemi estremi. Devono trovare e mantenere un tale valore del valore regolabile, in cui si ottiene il più piccolo o il più grande dei valori possibili (è chiamato una caratteristica specifica estrema) della modalità. Un valore estremamente può essere attribuito al minimo di consumo energetico, carburante, massima efficienza e così via.

Per migliorare il meglio il principio di funzionamento del sistema autoregolamento, pianse per un esempio di regolazione della fornitura di carburante nei motori aeronautico. Il sistema di gestione è impostato: fornire il volo più economico. Come sapete, questo può essere ottenuto ad ogni altezza stabilendo la modalità ottimale: una determinata velocità, il numero di velocità del motore, una spesa specifica. Con un cambiamento nell'altezza, queste caratteristiche cambiano. Un sistema autoregolante che utilizza i dati dai dispositivi di controllo deve determinare automaticamente i valori ottimali dei parametri regolabili che fornirebbe il volo più economico.

Compito più complesso di mantenere la modalità più alta nei casi in cui alcune o anche tutte le condizioni di installazione non sono monitorate e in anticipo sono sconosciute non solo per la laurea, ma anche la direzione dell'influenza di queste condizioni sull'efficienza del regime. In questo caso, vengono utilizzati sistemi di ricerca automatici.

Ricerca, il dispositivo di controllo del sistema autoregolante analizza i risultati del campione, tenta di modificare la struttura del sistema e i suoi singoli parametri. Per fare ciò, i dispositivi di calcolo vengono introdotti nei sistemi che possono "memorizzare" i dati eseguire operazioni logiche. Si scopre che il sistema è in grado di accettare soluzioni "logiche", adattarsi al mutevole ambiente esterno.

Il sistema di ricerca automatico ha i propri predecessori in natura. In questa connessione, è possibile indicare il processo di sviluppo della forma, il cosiddetto meccanismo di selezione naturale. Come "campioni", varie forme di organismi viventi generati in natura, di cui sopravvivono i più adattati sono. Per eredità, la prole è trasmessa da tali caratteristiche che forniscono maggiore vitalità. Variazione di miliardi di organismi, la natura ha formato specie altamente sviluppate di esseri viventi.

Una ricerca dialogica viene eseguita in un dispositivo automatico, che, provando varie opzioni, modifica le caratteristiche e persino la struttura del dispositivo di controllo in modo che il sistema che si desidera migliorare, abbia acquisito le proprietà più elevate.

Quali sono i principi per trovare valori estremi nei sistemi autoregolari? Possono essere ricercati utilizzando vari movimenti del corpo di regolamentazione. Esiste, ad esempio, il metodo di utilizzo di piccoli spostamenti (oscillazioni) del corpo di regolamentazione in uno e dell'altro lato della sua posizione media. Applicazione di dispositivi speciali, è possibile analizzare i risultati e determinare la direzione del movimento del corpo normativo.

In fig. 10 mostra la dipendenza del parametro del sistema ψ (ad esempio, l'efficienza dell'efficienza) dal movimento dell'organo di regolazione X. La posizione dell'organo di regolazione sta cambiando sotto l'influenza delle perturbazioni della forma sinusoidale con la frequenza Ω. Lasciare che il corpo normativo viene prima spostato al punto di 1 programma. Allo stesso tempo, un'oscillazione sinusoidale con una frequenza Ω, mostrata al punto 1. Se, durante il secondo movimento, il corpo di regolazione cadrà nel punto 2, quindi l'uscita apparirà il segnale di una piccola ampiezza e due volte. Infine, quando la frequenza Ω appare quando si immette la frequenza Ω, ma nell'antifase con oscillazione al punto 1. Il discriminatore può evidenziare il massimo con la tabella indicata. 1 programma o "logica", lavoro. Di solito è indicato come algoritmo del dispositivo di controllo.

Fico. dieci. Ricerca automatica con oscillazioni sinusoidali con frequenza Ω. L'impatto di tali oscillazioni si rivelerà alle oscillazioni di output dell'indicatore ψ mostrato nei punti 1, 2, 3

Per implementare tale "logica" del lavoro dello schema, è necessario disporre di un raddrizzatore sensibile alla fase (discriminatore), i cui comandi mettono un motore elettrico e a sua volta aprirebbero le valvole, spostare l'ammortizzatore o altri dispositivi di regolazione.

Fico. undici. Lo schema del dispositivo di controllo basato sul principio di memorizzazione del più grande indicatore ψ

Un altro modo di ricerche per le caratteristiche più elevate è utilizzare le proprietà di archiviazione. Quanto sopra è stato considerato i processi di accumulo e mantenimento delle informazioni che si verificano per analogia utilizzando le informazioni del cervello, la sua memoria. In questo caso, è possibile utilizzare un diagramma mostrato in figura. 11. La tensione elettrica (indicatore ψ) viene fornita al catodo a catodo elettrodi. Lasciare che la grandezza di ψ cambia come mostrato in Fig. 10, dal punto 1 ai punti 2 e 3. Quando ψ raggiunge il valore massimo, il condensatore di archiviazione con cariche, "Ricorda" è un valore. Quando la tensione inizia a diminuire, il diodo è bloccato. L'amplificatore sommante confrontando la tensione nella catena del catodo della lampada e l'inverter dà il comando relè. Funziona e provoca il motore e dietro di esso e il regolatore di muoversi nella direzione opposta. Ancora una volta, il massimo sarà passato, e non appena il valore di ψ inizia a cadere, il relè forzerà il retro del regolatore. Pertanto, nel sistema si verificheranno fluttuazioni attorno al maggior valore nel sistema e la posizione media dell'autorità di regolamentazione corrisponderà a questo valore.

Fico. 12. Il grafico della dipendenza dell'indicatore del sistema ψ sul movimento dell'organo di regolazione X durante la ricerca ciclica in un sistema di tipo di passo

Con la memorizzazione, è collegata una ricerca ciclica nei sistemi di tipo Stepping. In questo caso, è necessario memorizzare il valore iniziale del segnale di uscita ψ, le modifiche nella posizione del regolatore ΔH, il nuovo valore del valore di uscita ψ + Δψ. Sul grafico fig. 12 mostra la dipendenza dell'indicatore del sistema ψ sul movimento del regolatore X. Lasciare la posizione iniziale dell'organo di regolazione nel punto di O. Viene effettuata una procedura di prova Δх. Quando si passa al punto 1, l'indicatore del sistema aumenta, diventa + Δψ. Alla posizione di partenza al punto 2, il valore di F sotto il punto di prova al punto 3 diminuisce. Con il segno Δψ, è possibile determinare la direzione del movimento del corpo normativo. Il metodo di tale ricerca è chiamato ciclico perché il passaggio Δх è dato dallo speciale interruttore ciclicamente a intervalli uguali e la direzione di questo passaggio e il valore è invariato. L'algoritmo ("logica") del funzionamento del dispositivo di controllo può essere rappresentato come tabella. 2.

Per implementare la "logica" di cui sopra, è possibile applicare un diagramma contenente un oggetto di regolazione, un generatore di clock e un dispositivo di controllo. A loro volta, il dispositivo di controllo ha un dispositivo di archiviazione, un corpo di controllo mobile del motore e un dispositivo per determinare dove spostare questo corpo per cercare il valore più alto (Fig. 13).

Fico. tredici. Diagramma schematico del dispositivo di controllo del tipo di passo

Lo schema inizia a funzionare quando il generatore del percorso di contatto è acceso

1

e k.

2

. Viene ricordato un punto di prova Δх, la modifica del valore di uscita (ψ + Δψ) è ricordata. Quindi i tasti sono chiusi a

3

e k.

4

. All'uscita, la grandezza della deviazione del valore di uscita dal valore specificato verrà rilasciato. Questa deviazione viene alimentata al motore, che sposta il lembo o la valvola in modo da avvicinarsi alla posizione più alta. Quando viene superata tale posizione, una tensione negativa viene fornita al motore, e inizierà a rotazione nella direzione opposta. Come si può vedere dallo schema, tale dispositivo automatico non è altro che un dispositivo di elaborazione specializzato.

Se si aggiunge un dispositivo di elaborazione specializzato A e un dispositivo di calcolo aggiuntivo al normale circuito di controllo automatico, è possibile decidere, ad esempio, l'attività di selezionare tale modalità in cui l'oggetto di controllo e i regolatori consumano un combustibile minimo e l'elettricità. Tali sistemi auto-regolabili (Fig. 14) possono essere molto preziosi non solo per mantenere il movimento, come i razzi, in base alla traiettoria desiderata, ma anche a passare ad altre traiettorie, se necessario, dal punto di vista della spesa economica di Risorse carburante ed energia.

Fico. 14. Schema del sistema autoregolante di ricerca automatica per la modalità di funzionamento più alta

Un dispositivo di elaborazione aggiuntivo in somma i dati sul numero di carburante consumato o energia e determina il valore medio per un certo periodo di tempo. Questo valore è fornito al dispositivo A, chiamato Optimizer, che cerca automaticamente la modalità più alta (ottimale) in cui verrà speso il minimo di energia.

I sistemi di controllo automatici estremi possono essere ampiamente utilizzati nella tecnologia militare e navale. Questi sistemi sono in grado di aiutare, ad esempio, per ridurre al minimo l'errore o l'errore del sistema dei missili guida, la designazione del target, risolvendo il problema di soddisfare un proiettile al fine di garantire il più veloce che conduce all'effetto delle moderne armi rocciose-nucleari. Tali sistemi possono mantenere la massima efficienza delle installazioni energetiche delle navi e delle centrali elettriche di aeromobili, per fornire la modalità per ottenere una gamma massima di volo, nuoto, ecc.

Un esempio di un sistema autoregolato è un sistema automatico per l'identificazione e la selezione di segnali di impulsi contro il fondo del rumore (figura 15). Ha un filtro autoprodotto, con il quale il sistema è configurato sulla forma del segnale in entrata.

Fico. 15. Diagramma di flusso dei segnali automatici del dispositivo

Il circuito del filtro include un dispositivo di archiviazione, uno schema di accumulo a breve termine e un dispositivo comparativo. L'accumulo di dati sulla forma di una curva del segnale di ingresso quando si riceve nel dispositivo di archiviazione. Il dispositivo speciale confronta i dati dalla voce del filtro e dall'uscita dello schema di accumulo a breve termine. Quando una serie di segnali della stessa forma appare sull'ingresso, è fissato nel dispositivo di archiviazione. Quindi, da tutti i filtri di segnale casuali, gli impulsi con una forma della curva verranno rilasciati e saltati e saltati, che "ricorda" il filtro.

Il dispositivo di confronto rileva la ripetibilità della forma dell'impulso per riprodurre accuratamente questo modulo nel dispositivo di archiviazione.

Con la scomparsa del segnale preferito, il sistema viene in equilibrio fino a quando il nuovo segnale appare, la cui forma è ripetuta. C'è un restauro di segnali accumulati nel dispositivo di archiviazione.

Come è il confronto della forma del segnale e quello che "ricorda" il filtro? Questo confronto viene effettuato in diversi punti posizionati sulla busta del polso. Il numero di tali punti è chiamato "numero di misurazioni" del sistema.

In fig. 16 mostra uno schema a blocchi di un sistema sperimentale con dieci dimensioni proposte da una delle imprese straniere. La linea di ritardo, che svolge il ruolo di un sistema di accumulo a breve termine, ha dieci rubinetti. Il dispositivo di archiviazione contiene dieci condensatori disegnati dalla resistenza. Nel correlatore, ci sono rispettivamente dieci moltiplicatori.

Fico. 16. Diagramma a blocchi del sistema sperimentale con dieci dimensioni

La tensione dalla linea di ritardo e dalla cellula della memorizzazione è inserita in un moltiplicatore, che conferisce al prodotto all'output di queste due sollecitazioni. Segnali da tutte le piega dei moltiplicatori e il segnale totale viene alimentato al rilevatore. Rivela anche quanto siano identiche alle forme di segnali. Ciò si ottiene confrontando il segnale totale con quello che "ricorda" il filtro, il cosiddetto segnale di riferimento. Se il primo è uguale al secondo o più, il rilevatore sblocca il blocco aritmetico del sistema di rilevamento.

Con l'aiuto di dieci condensatori aggiuntivi, il segnale "Copia" è migliorato. Ciò significa che all'inizio del processo di confronto, lo schema produce un segnale fisso più accurato in un dispositivo di confronto. Se il segnale non ha completamente inserito il segnale, ma c'è solo un componente di esso, il sistema inizia ancora a "adattarsi" ad esso. C'è un segno dell'abisso, poiché il segnale di riferimento scende a zero. Quando viene visualizzato il nuovo segnale, il sistema è pronto per l'azione. Significa che è in grado di "decifrare" i segnali codificati con i codici di modifica periodicamente. Per i segnali con una forma più complessa, è necessario un numero maggiore di misurazioni.

I sistemi autoregolabili sono ampiamente utilizzati all'estero quando si sviluppano autopilota per aerei e razzi, nonché nella progettazione di sistemi di controllo automatico per gli aerei rocciosi e il veicolo spaziale.

È noto che l'aeromobile risulta essere modificato in modo significativo a seconda del cambio di peso e della configurazione, della velocità, della densità atmosferica, della manovra di destinazione e del tipo di traiettoria. Pertanto, il sistema autoregolante utilizzato per l'autopilota deve, in base alle condizioni di volo, cambia i suoi parametri in modo che, nonostante queste modifiche, mantenere la qualità del lavoro richiesto.

Prendere, ad esempio, tale indicatore delle condizioni circostanti come temperatura. Il volo dovrà misurare la temperatura di quelle sezioni della navicella spaziale, che sono più suscettibili al riscaldamento, ad esempio, all'ingresso dei fitti strati dell'atmosfera. Secondo i risultati di queste misurazioni, il sistema dovrebbe regolare la traiettoria in modo che la nave non colpisca l'area in cui sta aspettando il riscaldamento eccessivo.

Per comprendere meglio il principio della regolazione autoregolante in aereo, è possibile fare riferimento all'azione del pilota in volo. Avere una manopola di controllo, ha leggermente perturba il volo dell'aeromobile, che consente di sentire le proprietà della macchina e raggiungere il controllo ottimale (migliore), nonostante la modifica delle proprietà dell'aeromobile quando l'altezza è impostata o modifica la velocità di volo .

Considera uno dei campioni di autopilota autogordando, applicata, in particolare, sul combattente americano (figura 17). La parte principale dell'autopilota è un multivibratore: un generatore di oscillazione elettrico, la cui forma è diversa dal sinusoidale. Esegue le funzioni di un relè ad alta velocità. Se l'aeromobile salva la posizione specificata, il multivibratore, passando a uno dei due stati stabili, produce brevi impulsi elettrici opposti a polarità e uguale al potere. La frequenza di loro varia da 4 a 6 Hz. Questi impulsi sono riassunti alla macchina da scrivere dello sterzo e svolge naturalmente oscillazioni vicino alla posizione neutra. La posizione media del volante rimane costante, anche se stessa e si muove 0,1 ° alla frequenza degli impulsi. Anche l'aereo ha stabilito oscillazioni, completamente invisibili per il pilota.

Fico. 17. Schema di autopilota autoregolante

Con un cambiamento nella posizione dell'aeromobile, il segnale del giroscopio corrispondente costringerà il multivibratore a soffermarsi in una posizione stabile più a lungo rispetto all'altra. Quindi, gli impulsi di una polarità agiranno sul servosterzo per un periodo più lungo degli impulsi della polarità opposta. Un volante verrà ruotato di conseguenza e il piano ritorna alla posizione specificata.

E perché il modello ideale? Il segnale di mismatch entra nel multivibratore non solo dal giroscopio, ma anche da questo modello. Rappresenta qualcosa come un filtro e imita il comportamento dell'aeromobile perfetto in risposta a determinate indignazioni. Quindi, lo schema con questo modello "Guarda", poiché il vero aereo ritorna alla posizione originale. Se si comporta come un aeromobile ideale, non ci sarà alcun segnale dal modello. Se c'è una differenza, ad esempio, tra le velocità angolari del velivolo reale e il modello ideale, il multivibratore riceverà il segnale corrispondente e costringerà l'unità per cambiare la posizione media del volante.

E cosa fa un modulatore di ampiezza automatico? Controlla continuamente l'efficienza del sterzo del piano e compensa automaticamente l'effetto dell'altezza e della velocità del volo per la loro efficacia. È noto per

Aeromobili diversi L'efficienza del volante è ridotta in diversi modi con un aumento di velocità, altezza e diminuzione della densità dell'aria. Ad esempio, questo modulatore automatico cambia quindi il valore del rifiuto del volante (ampiezza) in modo che l'effetto dell'altezza non influenzi la loro efficienza. Allo stesso tempo, copre con il suo compito, nemmeno "sapendo" in anticipo le caratteristiche specifiche di questo aeromobile.

L'autopilota autoregolante, secondo gli specialisti stranieri, ha molti vantaggi rispetto al solito. Non è solo quello dovuto alla sua applicazione è possibile accelerare lo sviluppo del controllo automatico per i nuovi tipi di aeromobili e razzi e ridurre bruscamente i test di volo necessari per soddisfare le caratteristiche del sistema di controllo convenzionale e del nuovo aeromobile o proiettile. Ma il caso è che l'autopilota autoregolante è più semplice e affidabile. Le sue dimensioni e il peso del 50% sono inferiori e l'affidabilità è il doppio del solito.

Quando si sviluppano diversi tipi e sistemi di armi all'estero, vengono creati anche i loro modelli fisici ad alta velocità. In tale modello "Inserisci" malfunzionamenti caratteristici di oggetti reali. Il sistema speciale produce una soluzione da risolvere, cioè, che si muove con un enorme velocità possibile per eliminare le influenze dannose, i guasti per ottenere la modalità desiderata. Ci vuole la soluzione più accettabile e lo dà da usare in un oggetto reale.

La nuova direzione nell'uso dei sistemi di auto-regolazione è la creazione di controller automatici in tecnologia Aviation e Rocket. Sono destinati a automatizzare i processi di controllo di tutti i tipi di complessi attrezzature e razzi dell'aeromobile, inclusi apparecchiature radar e navigazione, dispositivi idraulici e pneumatici, mezzi di guida. I progettisti di dispositivi di calibrazione elettronica, come nella creazione di altri automi, sono iniziati con l'analisi delle azioni umane che eseguono il controllo sullo stato dell'aeromobile o del proiettile.

Cosa fa il controllo del tecnico? Lui, ricordando i requisiti delle istruzioni operative, trasferisce sequenzialmente passare alla posizione di lavoro, rimuove le letture dello strumento e viene controllata con loro come specificato. In caso di scarico dei dati, risolve un malfunzionamento e deve decidere cosa fare per condurre la tecnica in buone condizioni. Controlla tutti gli elementi e stabilisce quale resistenza, condensatore o lampada è il colpevole del funzionamento anormale del circuito elettrico.

Le prestazioni delle stesse funzioni possono essere assegnate alla macchina. Abero, creato, ad esempio, un dispositivo automatico, che, guidato dal programma registrato sul nastro, passa alle apparecchiature di prova e alle letture dello strumento con le istruzioni richieste. Successivamente, viene emesso un segnale di soluzione, indicando se il parametro ha un test sotto limiti consentiti. Se l'hardware include, è necessario molto tempo per riscaldarsi, la macchina si accende e ritorna a esso quando entra nella modalità operativa.

Per cercare un elemento difettoso, la macchina segue la "logica". Produce una combinazione di diverse misurazioni. Per fare ciò, la macchina fornisce un elemento "memoria". "Ricorda" uno o un certo numero di soluzioni intermedie li confrontano per trovare la causa del guasto.

Il sistema di verifica creato non è progettato per rilevare una resistenza o una lampada difettosa separata. Questo sistema rileva un malfunzionamento per un piccolo blocco che è facile da sostituire in un aeroporto convenzionale. Non appena viene rilevato il malfunzionamento, la macchina sceglie uno dei suoi 500 microfilm e lo disegna sullo schermo, dove viene fornita la riparazione dell'attrezzatura. Allo stesso tempo, la macchina sceglie una carta speciale e lo dà all'operatore. Il film e la scheda indicano l'elemento fallito, il tempo necessario per eliminare il guasto, gli strumenti e gli strumenti che devono essere utilizzati, che e come fare, ecc. Pertanto, il dispositivo automatico ad alta velocità non può solo trovare un malfunzionamento, Ma fornisci anche informazioni specialistiche che altrimenti dovrebbero cercare in varie istruzioni, descrizioni e schemi.

Attualmente, secondo la stampa straniera, i controlli elettronici sono sviluppati per entrambi specifici campioni di apparecchiature e universali. C'è, ad esempio, una macchina per rilevare i guasti in un sistema di bomber-navigazione molto complesso. Le installazioni sono state create per verificare il corretto funzionamento dei sistemi di guida dei shell gestiti.

Circa le prestazioni di un sistema universale possono essere giudicate dal funzionamento di una macchina, progettata per testare 1.200 diverse alimentazioni sugli aeromobili. Il controllo di ciascuno schema di questo tipo funziona in meno di un minuto.

Un altro controllo automatico è stato creato per testare le apparecchiature elettroniche radiofoniche del bombarder delle forze navali americane. Informando questa installazione, la rivista Avayishn PEC indica che consente quattro ore di controllare l'intero complesso di attrezzature del bombarder, compresi i dispositivi di navigazione dei sistemi di bombardamento, comunicazioni e radar, identificazione e sistemi di controllo dei voli, altimetro radar, calcolatrici e potenza Forniture. È indicato che con l'aiuto di fondi ordinari, tale ispezione richiesta con un gran numero di almeno 35 ore.

L'installazione è composta da tre blocchi posta su carrelli. L'unità principale include un dispositivo di programmazione, un sistema di auto-test dell'impianto che interrompe il suo funzionamento quando si verifica un malfunzionamento interno, i dispositivi di misurazione di varie caratteristiche, indicatori e dispositivi di registrazione. Negli altri due blocchi, contiene generatori che imitano i segnali che si verificano nelle catene della radio apparecchiatura elettronica dell'aeromobile in volo.

I sistemi universali sono stati sviluppati per controllare automaticamente la prontezza dei gusci gestibili per iniziare. Lo schema a blocchi di tale sistema è mostrato in Fig. 18.

Fico. 18. Diagramma a blocchi del sistema di controllo automatico generalizzato

Come funziona questo sistema? Il controllo avviene in base a un programma predeterminato, in base al quale dai segnali del registro del programma inseriscono il convertitore. Da lì sotto forma di impulsi, si sommano all'oggetto di prova. I segnali dei generatori di eccitazione includono catene controllate. I segnali di risposta rientrano nel convertitore del segnale inversa e il test viene automaticamente terminato. Inizia la risoluzione dei problemi.

In uno dei campioni di apparecchiature di verifica, il programma di test è registrato su un nastro magnetico. Iniziazione dei segnali vengono eseguiti da un dispositivo ad alta velocità che percepisce con un nastro magnetico di 400 segnali al secondo. Un dispositivo di archiviazione è fatto sotto forma di un tamburo magnetico e ha una capacità di 500.000 unità di informazione. L'indicatore dell'affidabilità del risultato del test è applicato, che sotto forma di un numero a due cifre (da 0 a 98) mostra per quanto tempo è consentita la deviazione della misurazione dal valore consentito. I dati di controllo vengono visualizzati visivamente sul nastro perforato o sotto forma di tabelle. L'uso di un sistema automatico consente di controllare un minuto, che di solito è stato richiesto per diverse ore.

I dispositivi di controllo automatico ad alta velocità controllano la quantità crescente di diverse tecnologie Aviation e Rocket. Viene creato, ad esempio, l'apparecchiatura in relazione a vari tipi di dispositivi di comunicazione radio e radio di aviazione, sistemi di gestione antincendio e motori, sistemi di identificazione, dispositivi di protezione dal rumore e altri.

Fico. 19. Stazione di prova automatica dell'aviazione posizionata nel rimorchio

In fig. 19 mostra un'unità di prova automatica posta nel rimorchio. Uno dei problemi più difficili è considerato per sviluppare sistemi in grado di confrontare i segnali che cambiano nel tempo e tenere conto delle deviazioni consentite, anche a seconda del tempo. Non è meno difficile creare dispositivi che consentono senza la partecipazione di persone di controllare i sistemi di aeromobili idraulici e pneumatici e, inoltre, controlla i loro motori a riposo.

Sviluppare I sistemi di controllo automatico all'estero nella tecnologia Aviation e Rocket Indica che l'automazione basata sull'uso dei risultati della radio elettronica e di altre aree di scienza e tecnologia copre non solo il campo dell'uso del combattimento dei mezzi di lotta armata, ma anche la loro preparazione per battaglia.

Tuttavia, ciò non significa eliminare le persone dalla partecipazione al servizio e all'uso di attrezzature e armi militari. Il numero di persone coinvolte nel mantenimento delle attrezzature è decisamente in calo. Ma una persona risulta ancora necessaria come il creatore delle auto e un comandante che ha enormi conoscenze ed esperienze in grado di utilizzare le capacità della macchina. Dalla preparazione e qualità di una persona dipenderanno in ultima analisi dal successo in battaglia.

La descrizione del principio di funzionamento e del dispositivo di macchine informatiche elettroniche è attualmente dedicata a un numero enorme di libri e opuscoli. Non ripeteremo i loro contenuti, ricorderemo che lo schema generale della macchina di calcolo elettronico include tali componenti indispensabili come dispositivi per la formazione e il punzone dei puntuenti su cui il programma di funzionamento delle macchine, un dispositivo introduttivo, operativo e a lungo termine "Memoria", è possibile applicare un dispositivo aritmetico, un dispositivo e il pannello di controllo, il pannello di controllo, il dispositivo di stampa (Fig. 20).

Fico. venti. Parti principali della macchina per l'informatica elettronica

Il principale corriere del segnale nella macchina elettronica, come è noto, corrente elettrica. Serve qui sotto forma di impulsi che hanno una durata molto piccola (circa un miliardo di dollari di secondo). Poiché le lampade elettroniche o i semiconduttori vengono utilizzati nel diagramma della macchina, che hanno un'inerzia molto minore, il tempo della reazione del diagramma è molto piccolo, centinaia di migliaia di meno di quello dei dispositivi meccanici ed elettromeccanici. Tutto ciò determina l'alta velocità della macchina. Ci sono più di una volta numeri pubblicati parlando della sua prestazione fenomenale.

La macchina elettronica è in grado di effettuare calcoli ad una velocità enorme - l'ordine di milioni di operazioni aritmetiche al secondo con numeri da 10-15 bit. In pochi minuti di lavoro, farà più del calcolatore per tutta la sua vita. Allo stesso tempo, il lavoro di molti computer non è facile, ma sorgono fondamentalmente nuove opportunità. La macchina è in grado di eseguire non solo le operazioni matematiche di un enorme volume e un intervallo, ma anche operazioni logiche.

Ma le macchine informatiche elettroniche che Biionics non hanno bisogno in questa zona? No, questo non è impossibile da dire, e i risultati degli scienziati di ricerca che studiano e ricevono informazioni in un organismo vivente, in particolare il lavoro del sistema nervoso e del cervello, sono molto preziosi.

I risultati della ricerca nel campo dei Bionici si sono già fatti sapere quando si sviluppano programmi per macchine informatiche elettroniche. Sulla base delle osservazioni di come una persona viene a risolvere compiti speciali, e in base a questo, è stato creato il cosiddetto programma eiastici che simula questo processo negli esseri umani. Viene dal metodo EURISTEST per trovare la verità impostando le questioni principali. Quando si utilizza un tale programma, la macchina ha dimostrato con successo 38 su 52 teoremi.

Ora rivolgiamo al processo di trasferimento delle informazioni. Abbiamo già detto che il segnale è un impulso di tensione. I numeri in esso sono registrati in un sistema binario in cui due sono la base del numero. Qualsiasi numero è scritto da una combinazione di zeri e unità. Nella scheda. 3 viene assegnato un confronto della registrazione dei numeri nei sistemi di numeri decimali e binari.

Zero e unità indica l'assenza o la presenza di un impulso di tensione elettrica. Nella trasmissione di questi impulsi ed è costituito da un atto elementare di una macchina elettronica. All'ingresso della macchina, viene utilizzata una catena di cosiddetti trigger. L'essenza del loro dispositivo è che contengono due lampade elettroniche incluse in modo tale che il sistema abbia solo due stati stabili: in assenza di corrente in una lampada e in assenza di corrente all'altra. Il primo stato può essere considerato un parimento appropriato, il secondo. Prendendo una catena di trigger, è possibile "bruciare" il numero nel sistema binario, tale catena è chiamata il registro. Se il registro registra già il numero e un altro viene inviato ad esso, quindi è possibile ottenere la quantità di loro. Un dispositivo che serve per questo scopo è chiamato Adder. I numeri vengono trasmessi da una macchina del nodo all'altra da fili sotto forma di impulsi elettrici.

Senza entrare nei dettagli del lavoro della macchina, rivolgiamo a ciò che è a conoscenza del trasferimento di informazioni nel sistema nervoso. Innanzitutto, mostreremo l'indubbia superiorità dei dispositivi di questo tipo in organismi viventi prima della tecnica. Gli specialisti hanno in qualche modo deciso di confrontare la codifica e la larghezza di banda (banda di frequenza trasmessa senza distorsione) del sistema cerebrale e della televisione. Per valutare queste caratteristiche, un solito sogno ha preso. Valutare il numero di personale ed elementi, come di solito è stato fatto contro il telecast, gli esperti hanno ricevuto un importo astronomico per la larghezza di banda 10

venti

-dieci

23.

Hz. Poiché il limite superiore della striscia nei processi fisiologici non è superiore a 100 Hz, e il numero di canali paralleli non può superare i 10

9

-dieci

dieci

Si presume che un metodo per la codifica delle informazioni nel cervello in un numero enorme di volte più economico rispetto alla televisione moderna. Come arricchirei la tecnica, inclusa l'automazione di conteggio elettronica, l'attenuazione di questo metodo di codifica.

Quali sono i segnali che trasmettono informazioni diverse in un organismo vivente? Come menzionato sopra, sono impulsi di eccitazione nervosa.

Più precisamente, il trasferimento di irritazione sulla fibra nervosa è un processo elettrochimico che si verifica a causa dell'energia accumulata nella fibra stessa. L'energia consumata dal nervo sull'impulso viene reintegrata più tardi, durante il potere del nervo. Tutti i messaggi vengono trasmessi lungo il nervo nell'alfabeto binario: il nervo è da solo o eccitato. Su vari gradi di eccitazione, c'è un aumento della frequenza degli impulsi. Pertanto, quando si trasmette messaggi non nervosi, ci occupiamo di una modulazione a impulsi di frequenza che è stata recentemente diffusa nella tecnica di comunicazione.

Il ruolo degli amplificatori dei segnali in entrata nel sistema nervoso per la loro ulteriore trasmissione è riprodotto

Neuroni

. Ora stanno attraendo molta attenzione degli scienziati.

Fico. 21.

Rappresentazione schematica del neurone

Il neurone contiene corpo cellulare (figura 21). Processi dell'albero -

Dendriti.

- Le voci per i quali gli impulsi di irritazione sono riassunti al corpo della cassa. Output Servies.

Akson.

.

Quali sono le dimensioni del neurone? Il suo corpo ha dimensioni inferiori a 0,1 mm. La lunghezza dei dendriti proviene dalla frazione di un millimetro a decine di centimetri, il loro diametro è intorno al centesimo del lobo del millimetro. Il numero di processi può raggiungere diverse dozzine e anche centinaia. Gli assoni possono essere una lunghezza di un millimetro a un metri e mezzo.

Nella trasmissione di fibre nervose di eccitazione, il ruolo è fantastico

Sinapsov.

, cioè, la transizione di eccitazione si trova da una cellula nervosa all'altra. Le sinapsi sono entusiaste solo in una direzione, dalla fine dell'asse di un neurone ai dendriti e dal corpo cellulare di un altro neurone. Pertanto, le fibre sono generalmente eseguite impulsi in una sola direzione: dal centro alla periferia, o dalla periferia al centro (nervi centripetrici).

Fico. 22.

Presenas Neurons (A) e neuroni post-onappecovy (B)

In fig. 22 sono raffigurati

Presenas.

Neuroni indicati dalla lettera A, e

Poslainapsy.

Neuroni - V. Synaps può essere da uno a diverse centinaia. Ci sono particolarmente molti dei motoneuroni del midollo spinale. Trasmettono impulsi legati al controllo dei movimenti del corpo.

Nel cervello umano, che gli scienziati sono particolarmente persessamente cercando di simulare, ci sono 10-15 miliardi di neuroni. Ma non è solo una questione di quantità, ma nella loro eccezionale complessità e varietà di funzioni.

"Scienza moderna", il noto scienziato sovietico P. K. Anokhin in uno degli articoli ", ha chiaramente dimostrato che la cellula nervosa stessa e il suo guscio sono un mondo intero di diverse in formazioni chimiche e fisiologiche.

I metodi più sottili della ricerca E attraverso l'aiuto dei dispositivi elettronici è stato stabilito che centinaia e talvolta migliaia di contatti che ogni cellula nervosa ha solo l'inizio di quel processo sorprendente a livello molecolare, consentendo al corpo delle dimensioni di 20 millesimi di millimetro ottenere un numero infinito di processi sintetici. - "Condividi personali" della partecipazione cellulare alle attività di un cervello intero. "

Pertanto, è improbabile che la cellula nervosa sia considerata come un dettaglio elementare: questo, convenzionalmente parlando, già "nodo" "cervello macchina" con un complesso complesso di funzioni che riflettono vari tipi di attività del corpo. Da qui puoi capire quanto difficile riprodurre artificialmente una tale cellula del cervello.

Le opere sulla creazione di un analogo di un neurone sono dedicate alla parte principale della ricerca nel campo della bionica all'estero. Neurone, come già notato, un convertitore con uscita binaria, cioè con l'assenza o la presenza di un segnale. Un impulso eccitante o inibitorio può essere fornito al neurone dell'organismo biologico. I primi invitano il "trigger" del neurone se il valore dell'energia accumulata dal neurone per un certo periodo di tempo supererà alcuni, poiché dicono il valore della soglia. Se l'ampiezza del polso è piccola, il neurone non "funziona". Ma se diversi segnali deboli agiscono in modo coerente, l'energia dei quali in totale supera il valore di soglia, allora il neurone "innesca". Ciò significa che ha la proprietà della sommazione temporanea e spaziale. All'uscita del neurone, gli impulsi di grandezza standard e la durata sono formati.

La sommata sequenziale o temporanea si riferisce a tale eccitazione di un neurone quando le irritazioni le soglie più piccole sono seguite da periodi di tempo sufficientemente brevi. Singolazione spaziale consiste nel riassumere simultaneamente due o più sinapsi di singole irritazioni, più deboli dei valori di soglia. In sintesi, possono causare neuroni eccitazione.

Schematicamente, è possibile ritrarre il modello dei neuroni come mostrato in Fig. 23. Ha molti ingressi in cui vengono ricevuti i segnali.

1

, R.

2

e così via. Agiscono attraverso i contatti sinaptici s

1

, S.

2

ecc. In questi contatti c'è un ritardo nel segnale in entrata alla volta durante il quale una sostanza speciale viene escretata che aumenta l'eccitabilità del neurone e facilitando la reazione cellulare agli impulsi successivi.

Fico. 23. Schema del modello di neurone

L'impatto sul corpo del neurone è determinato dalla quantità di impatti da tutti gli ingressi e i segnali che si comportano prima. L'innesco del neurone si verifica se l'effetto supera il valore di soglia K. Quindi il segnale standard R. viene ricevuto all'uscita Neurone.

È interessante che immediatamente dopo l'esposizione dell'impulso eccitante, il livello di soglia del neurone aumenta drasticamente all'infinito. Quindi, nessun segnale appena arrivato lo farà "lavorare". Tale stato è solitamente conservato per diversi millisecondi. Il livello di soglia viene quindi ridotto.

Per quanto riguarda l'impulso frenante, è il segnale proibito che rende impossibile "innescare" il neurone dagli impulsi di altri input.

In un certo numero di paesi stranieri, sono in corso opere intensive sulla riproduzione artificiale dei neuroni. Negli Stati Uniti, ad esempio, un certo numero di istituti di ricerca, istituzioni educative e imprese partecipano a questo lavoro. Nelle controparti più semplici del neurone utilizzare solo un dispositivo a semiconduttore. Nei modelli più complessi prendono diversi dispositivi a semiconduttore.

Un analogo di un neurone contenente quattro strumenti a semiconduttore ha caratteristiche vicine alla loro sobrasi biologica. Questo analogo può eccitare fino a 100 altri dispositivi senza un cambiamento significativo nella forma e nella grandezza del segnale di uscita. Il design proposto è stato utilizzato per riprodurre la funzione dell'occhio, in cui la fotoresistanza del selenio-cadmio è stata utilizzata come elemento sensibile (fotocellule la cui resistenza cambia sotto l'influenza della luce visibile).

Un grande effetto ha dato un composto di dispositivi di semiconduttore sul principio dei composti sinaptici nei tessuti nervosi. Era possibile imitare l'effetto di questi tessuti, come una sorta di filtri che trasmettono solo determinate informazioni.

Per simulare i neuroni, vengono utilizzati core di ferrite magnetici, schemi di generatori speciali (multivibribratori) e altri dispositivi.

Il modello Neuron con un multivibratore è mostrato in Fig. 24. I dispositivi del semiconduttore svolgono il ruolo principale

2

e T.

3

. In uno stato stazionario T

2

bloccato perché la tensione negativa è presentata ad esso

6

. Dispositivo di semiconduttore T.

3

, al contrario, è nello stato di separazione. In questo caso, si scopre che il potenziale in un punto è positivo (+ 20 V), e al punto b è anche positivo, ma di dimensioni inferiori.

Fico. 24. Modello neurone con multivibratore su semiconduttori

Se il dispositivo del semiconduttore si verifica

2

e bloccare T.

3

, il potenziale del punto a diminuisce bruscamente, e il potenziale del punto B aumenta. Come risultato di ciò, un impulso di tensione positivo viene fornito alla resa di eccitazione, e sull'uscita della frenatura è negativa. La durata dell'impulso dipende dalla scelta dei valori di resistenza r

m

e condensatore della capacità con

m

. Cambiando la grandezza dei contenitori con

2

e S.

3

È possibile regolare il sistema di restituzione del sistema a uno stato stazionario. Il valore della tensione negativa fornita al dispositivo a semiconduttore T

2

Con resistenza R.

6

Il valore di soglia dell'attivazione del neurone è determinato.

È possibile in questo schema una caratteristica sintetica temporanea e spaziale caratteristica del neurone? Sì, forse. A tale scopo, le catene di input contenenti r sono servite

1

, A PARTIRE DAL

1

e dispositivo semiconduttore T

1

. La sommazione spaziale è simulata dall'alimentazione dei segnali in ingressi paralleli, temporaneo - l'accumulo di energia nel condensatore con

1

. Gli impulsi all'ingresso del neurone analogo sono stati alimentati una certa ampiezza e una durata di un millisecondo. Sono stati accidentalmente distribuiti nel tempo. L'uscita è stata ottenuta un segnale standard con una tensione di 15 V e la stessa durata del segnale di ingresso.

Tale diagramma consente di riprodurre molte caratteristiche del neurone, oltre alla sua capacità di adattamento, cioè cambiamenti nella soglia di trigger a seconda della grandezza dei segnali di ingresso.

Il modello di uno dei campioni del neurone sull'elemento magnetico è mostrato in Fig. 25. La corrente del primo avvolgimento del nucleo multi-membro crea il flusso principale f, suddividendo in due flussi f

1

e F.

2

Dove ci sono buchi (mostrati in fondo all'immagine). Il nucleo è magnetizzato alla saturazione.

Fico. 25. Modello neurone sull'elemento magnetico

Nel secondo avvolgimento arriva i segnali di ingresso correnti. Se nella quantità è maggiore di una soglia, quindi nelle parti esterne del nucleo, dove ci sono fori, un cambiamento nella direzione del flusso magnetico f

2

.

Il terzo avvolgimento è alimentato dalla corrente alternata, il quarto è l'output del modello neurone. Come va il segnale all'uscita? Quando non c'è alcun segnale nel secondo avvolgimento, il quarto non induce E. s., Dal momento che in un mezzo periodo, la forza magnetotrificante coinciderà con il flusso

1

, in un altro mezzo periodo - con il flusso f

2

. Il nucleo è saturo e l'aumento del flusso non sarà né in nessun altro periodo. L'altra cosa è quando il segnale è ricevuto sul secondo avvolgimento. Quindi F.

1

e F.

2

coincidendo nella direzione. E anche se in un mezzo periodo, non saranno in grado di aumentare, ma diminuiranno in un altro mezzo periodo. E qualsiasi cambiamento nel campo magnetico è associato alla guida nel conduttore in questo campo, la forza elettromotrice. Ciò avviene il segnale di uscita nel quarto avvolgimento.

Quando si simulano i legami nervosi complessi, possono essere utilizzati altri fori del nucleo magnetico.

Che valore ha tutto questo per la tecnologia? Si scopre, molto grande. Tra gli altri compiti di miglioramento delle macchine elettroniche, lo studio del processo di trasferimento delle informazioni ai neuroni consente di sollevare la questione di garantire l'elevata affidabilità di queste macchine. È noto che durante la risoluzione di alcuni compiti, la macchina di elaborazione elettronica deve essere fatta, ad esempio, più di dieci milioni di moltiplicazioni. Poiché la macchina viene utilizzata nella macchina, moltiplicherà numeri di trenta cifre. Tutti devono fare 10

dieci

Atti elementari. In modo che questi calcoli hanno dato un risultato senza errori, la probabilità di errore dovrebbe essere inferiore a 10

-dieci

. Per garantire una tale posizione anche con gli strumenti elettronici radio più avanzati (transistor, ferriti, ecc.) Non è ancora possibile. Può sempre essere nello schema un oggetto inaffidabile, che causerà un errore. Come uscire da questa posizione? Come creare un'auto affidabile da insufficientemente affidabili a volte dettagli?

E gli scienziati hanno ricordato il meccanismo per il trasferimento di informazioni ai neuroni. Gli specialisti motivati. Gli elementi della macchina separati possono creare due errori indipendenti l'uno dall'altro: non inviare un impulso quando è richiesto e inviarlo quando non è necessario. Pertanto, è auspicabile avere un dispositivo che sarebbe impegnato nel restauro dei dati iniziali. Questo dispositivo deve essere collegato a una pluralità di circuiti di ingresso degli organi di commutazione. Tale schema non è altro che riprodurre il processo di trasferimento delle informazioni con i neuroni. Come abbiamo visto da FIG. 22, i neuroni sinapsi sono i terminazioni dei trasferimenti laterali collegati accidentalmente di a-neuroni.

È stato notato sopra che il neurone con una probabilità molto elevata è eccitato solo quando gli impulsi ricevono un certo numero di sinapsi. Da qui la conclusione: non puoi avere uno, ma diversi, ad esempio, tre macchine da lavoro parallele. Sono collegati al mixer, dove sono stabiliti almeno due dei tre risultati di calcolo e ulteriori operazioni si basano sui risultati coincidenti. Quindi "il maggior numero di voti" stabilisce, da considerare affidabile per ulteriori lavori. In questo modo, è possibile creare macchine in cui la probabilità di errore può essere ridotta bruscamente.

Il mixer in questo caso esegue le funzioni del neurone. Pertanto, gli scienziati stanno ora indagando attivamente la questione di come le macchine automatiche possono essere costruite dai neuroni. I neuroni stessi sono tutti più profondi. La teoria delle macchine neurali apre ampie opportunità per migliorare le macchine informatiche elettroniche, aumentando la loro affidabilità, migliorare la commutazione, migliorando la loro "memoria" a dozzine di volte. È caratteristico che al primo simposio negli Stati Uniti in Bionics, la maggior parte dei rapporti è stata dedicata a riprodurre le funzioni delle cellule nervose (neuroni), autoapprendimento e macchine auto-proclamate. Negli Stati Uniti, un certo numero di imprese sviluppa analoghi elettrici di neuroni per raccogliere schemi che hanno un'alta velocità di elaborazione delle informazioni e la "auto-organizzazione".

Ora sulla "memoria" delle macchine informatiche elettroniche. Sopra, in fig. 20, siamo tra le parti indispensabili della macchina inclusa la "memoria" operativa e a lungo termine. Tale separazione della "memoria" si verifica perché è tecnicamente difficile in un unico dispositivo per realizzare i requisiti di velocità e alta capacità. Pertanto, il dispositivo di archiviazione operativo ha una piccola capacità, ma fornisce una registrazione rapida e valuta. In un dispositivo di archiviazione a lungo termine, è necessario più tempo per la lettura, ma la sua capacità è molto alta.

Quali sono i dispositivi tecnici della "memoria"?

Il processo di "memorizzazione" può essere un record di numeri binari su un nastro magnetico o un tamburo rivestito con un nastro magnetico. Poiché il numero nel sistema binario è codificato 1 e 0, cioè la presenza o l'assenza di un impulso di tensione elettrica, quindi quando la corrente viene passata attraverso la bobina con un nucleo, situato vicino al nastro o al tamburo, sono magnetizzati e immagazzinato l'impulso. È possibile risolvere gli impulsi sotto forma di cariche elettriche sul dielettrico. Questa dielettrica può fungere da schermo di un tubo del fascio di elettroni, simile a quelli utilizzati in TV ordinari. Le accuse del punto formate da un gruppo di elettroni denotano unità di numeri e memorizzate per un bel po 'di tempo.

C'è anche una "memorizzazione" ad ultrasuoni, linee di ritardo. Contengono un tubo pieno di liquido (spesso mercurio). La tensione viene applicata al materiale piezoelettrico situato a contatto con il tubo. Sotto l'azione di tensione nel materiale piezoelettrico, si verifica una spinta meccanica, che provoca un'onda ultrasonica nel liquido. Si sposta da un'estremità del tubo all'altro, dove c'è una piastra di uscita da un materiale piezoelettrico. Converte di nuovo ad ultrasuoni in un impulso elettrico. Il tempo del passaggio dell'onda ultrasonica (e si muove piuttosto lentamente) e c'è un tempo di ritardo dell'impulso. Poiché il fluido continua le sue oscillazioni e inoltre, il tempo "Memorization" può essere molte volte grandi del periodo del movimento principale dell'onda.

Altri metodi di "memorizzazione" possono anche essere applicati, ad esempio, con l'aiuto di nuclei di ferrite, ecc.

Per non confondere i numeri memorabili, vengono assegnati i loro indirizzi accurati nella macchina elettronica. Se vengono registrati sullo schermo del tubo del fascio di elettroni, l'indirizzo del numero è determinato dal numero di tubo, stringhe e colonna. Nel caso di un record magnetico, l'indirizzo è il numero del nastro magnetico e la traccia su di esso. Allo stesso modo, i numeri si trovano sui numeri delle linee del ritardo e dell'impulso, fluttuanti in loro.

Naturalmente, vengono applicati dispositivi di commutazione speciali per trovare l'indirizzo. Più veloce è possibile trovare il numero sullo schermo del tubo del fascio di elettroni, per questo è sufficiente specificare il sistema potenziale desiderato che controlla il raggio. Il più lungo deve aspettarsi l'approccio del numero desiderato durante la registrazione del nastro magnetico PA.

Descriviamo l'azione del ricordo della macchina elettronica con una linea di ritardo ultrasonica. I numeri, "memorizzati" in questo modo, vengono continuamente circolati in un anello chiuso. Il passaggio dei numeri è registrato dal contatore dell'impulso. Se è necessario considerare il numero, l'indirizzo del luogo è stato presentato al registro, da dove deve essere preso. Il dispositivo speciale "monitora" per abbinare i numeri nel contatore e nel registro indirizzi, solo il numero viene passato attraverso i canali di uscita. La registrazione indica anche l'indirizzo del luogo in cui il nuovo numero dovrebbe essere registrato e il vecchio numero è "dimenticato".

Abbiamo descritto in dettaglio la circolazione della "memoria" nel diagramma con la linea di ritardo perché in esso, sulle ipotesi degli specialisti, molto in comune con l'azione della memoria umana. Si ritiene che la memoria negli umani sia effettuata circolando l'eccitazione nervosa da un percorso chiuso composto da fibre nervose e cellule. Adettori di queste opinioni come se avesse già scoperto le strutture neurali simili a loop chiuse nei tessuti del recettore nervoso.

L'ungherese scienziato Doctor of Technical Sciences è meno propenso a Taryan, un sacco di problemi di automazione neurale, afferma che se sarebbe costruita una "rete neurale" da neuroni artificiali, darebbe la "memoria" di qualità eccezionale. Avrebbe superato tutto in molti ordini di grandezza tutto ciò che può essere applicato nelle moderne macchine di conteggio.

Ma c'è un altro punto di vista sul meccanismo di azione della memoria della persona: come se siamo obbligati alle proprietà delle molecole proteiche disponibili nelle cellule. Cambia l'ordine degli atomi, che dà un numero enorme di stati caratterizzati da proprietà chimiche e capaci di manifestarsi nelle funzioni fisiologiche della cellula. L'ipotesi che la base della memoria è la ristrutturazione degli atomi delle molecole di proteine, è preziosa in quanto spiega la presenza di memoria negli organismi più semplici, che non assume la memoria sia della circolazione di eccitazione nervosa.

Una persona sceglie dalle sue informazioni sulla memoria sull'associazione con immagini di oggetti reali. Le analogie con questo processo sono basate su dispositivi di archiviazione associativi. In questi dispositivi, la ricerca dei dati è resa non solo all'indirizzo, ma in base ai segni delle informazioni stesso. Un certo numero di tipi di dispositivi memorabili associativi sono già stati creati, dove i segni di informazione sono registrati su mappe perforate, elementi magnetici, ecc. Un ulteriore miglioramento di tali dispositivi li porterà a portarli al meccanismo di archiviazione più notevole - memoria umana.

I dati Bionics consentono non solo di migliorare le parti del dispositivo e i principi organizzativi dell'Automazione contabile elettronica, ma creare anche macchine che si comportano più biologicamente, cioè c'erano "intelligenti" delle nostre macchine moderne.

Negli Stati Uniti, un gruppo di specialisti guidati dal Dr. Frank Rosenblate è stato sviluppato da una nuova teoria, in base al quale è possibile creare un dispositivo elettronico che riproduce l'attività cerebrale e spiega in gran parte il processo di memoria umana. Usando questa teoria, è stato possibile costruire un modello E-Machine, che, secondo gli autori, è in grado di classificare, percepire e rappresentare simbolicamente le condizioni circostanti e tenere conto anche di cambiamenti completamente nuovi e imprevisti nell'ambiente e fare senza l'intervento dell'operatore.

La macchina elettronica di computing è diventata familiarità con noi opere, come è noto, rigorosamente secondo il programma elaborato da una persona, ed è necessario sorgere la necessità di una decisione imprevisticata come si ferma. Il nuovo dispositivo ha i suoi "corpi" della percezione del suono, luci simili ai sensi umani. Nel cuore degli "organi" delle percezioni si trovano famosi dispositivi elettromagnetici ed elettromagnetici. Naturalmente, non sono in grado di soddisfare pienamente ciò che i sensi umani fanno, ma ti permettono di espandere significativamente il cerchio di informazioni che di solito sono percepiti dalla macchina.

Dalla natura del lavoro, la nuova auto è maggiore di qualsiasi altra, avvicinarsi alle funzioni del cervello. Percepisce informazioni, classifica e visualizza il concetto. La maggior parte degli elementi "Memory" in esso sono collegati a caso, così come il cervello. I fisiologi sono noti per credere che i composti tra associazioni, o "pensiero", le cellule del cervello sono organizzate, apparentemente, per caso. Al ricevimento delle informazioni nella nuova macchina, non è un singolo elemento in cui si accumula un determinato scarico di informazioni e allo stesso tempo la maggior parte degli elementi.

Un gruppo guidato dal Rosenblat ha quindi proceduto principalmente dal fatto che le funzioni di memoria vengono distribuite casualmente negli elementi di associazione. Quindi le cellule commemorative della macchina sono distribuite a caso. Ma i loro composti non sono decisamente di cambiare arbitrariamente nel processo del suo lavoro. Preparare la macchina in grado di percepire i fenomeni della realtà, gli scienziati ritenevano che qualsiasi corpo premuroso sia stato commesso in grado di comprendere la situazione circostante nel processo di apprendimento e l'accumulo di esperienza e non riceve questa eredità immobiliare. Pertanto, tutte le cellule di stoccaggio prima dell'inclusione e dell'inizio della "formazione" erano completamente neutrali.

In fig. 26 mostra i processi di percezione di impressioni visive di A - man e B - nuova macchina chiamata

Perceptone

(Dalla parola "percezione" - percezione).

Fico. 26. Processi di percezione delle impressioni visive: un uomo (assunzione); B - Macchina computistica elettronica - percezione Fico. 27. Le parti principali della macchina per l'informatica elettronica - percepton

Fico. 27 riproduce le parti principali di questa macchina coinvolta nella riproduzione delle immagini visive. "Per vedere" una lente aiuta a concentrarsi sulla "retina" di 400 fotocellule in miniatura. Ogni tale immagine eccita un numero di fotococelle, questa eccitazione viene trasmessa alle cellule di associazione, il numero totale di cui raggiunge il 512. Il marchio nella "memoria" rimane dovuto al fatto che gli elementi di archiviazione che guidano il segnale per accendere il segnale I dispositivi reattivi possono migliorarlo. Tuttavia, di fronte a una nuova impressione, una macchina, come una persona, fa prima errori. Ma le tracce in "Memory" sono gradualmente fisse, e secondo la teoria delle probabilità, è possibile garantire che determinate eccitanti comportano la stessa reazione. Ciò significa che l'auto ha acquisito un certo "concetto" in relazione alle condizioni che lo circondano. È praticamente necessario effettuare 15 tentativi, dopo di che l'auto dà il 100% delle risposte corrette.

L'operatore può "insegnare" l'auto per arrivare alle conclusioni desiderate. Questo è facilitato dalla presenza di feedback. Dai dispositivi reagire, i segnali di feedback arrivano a celle di stoccaggio che hanno causato la loro inclusione. Questi segnali aumentano la "potenza" delle cellule di stoccaggio, cioè, sembra essere una "remunerazione" per il gruppo che ha causato reagire i dispositivi all'azione.

L'auto ha il controllo manuale per sviluppare i concetti necessari. Per la risposta corretta, la macchina viene "premiata" (l'efficacia delle cellule corrispondenti) e "punisce" per un errore (la loro efficacia è ridotta).

Va notato che la matematica "Teach" New-Machin è difficile come una persona. Pertanto, la macchina di elaborazione elettronica nella performance dell'account ha lo stesso vantaggio rispetto al perceptron, come prima della persona.

Che cosa "ha imparato" il modello più semplice della nuova auto? Senza alcuna persona di aiuto, determina accuratamente la posizione delle figure geometriche a destra ea sinistra del suo "campo visivo". Si è rivelato essere in grado di "imparare" a distinguere le lettere dell'alfabeto. Si presume che il percettore sarà in grado di riconoscere il discorso umano e trasformarlo in segnali, gestendo, diciamo, lettering. La macchina è in grado di fare traduzioni da una lingua all'altra, selezione della letteratura, visualizzare i brevetti. In un caso militare, è consigliabile utilizzare il suo utilizzo nella guida dei conchiglie gestiti, aerei. Qui può rendere molto più facile effettuare il processo decisionale, che ora è pienamente affidato alle persone. Si ritiene che sia in grado di applicare le macchine di un nuovo tipo di assunzione di aria, poiché sono in grado di segnalare dati imprevisti, rilevare i cambiamenti nella situazione, ecc.

Quando si valuta la capacità della macchina di riconoscere le immagini, è stato "mostrato" un gran numero di fotografie di navi nel mare, piante razzi, aeroplani. Si è scoperto che la corretta macchina "formata" è in grado di distinguere tra obiettivi singoli, così come oggetti circondati da altri sotto forma di oggetti. Ad esempio, già al primo modello della macchina, la correttezza del riconoscimento di hangar e caponie ha raggiunto il 100 percento, l'aeromobile in Cabonier è del 92%, aeromobili al di fuori del rifugio - 94 percento.

Non è un caso che la US Navy sia stata interessata a creare un campione di un'auto con mille celle di stoccaggio. Si presume che tale auto non superi la dimensione del solito tavolo. È vero, mentre le cellule memorizzanti sono molto complesse e strade. Pertanto, il più importantemente, i progettisti pagano lo sviluppo di celle di conservazione compatte, economiche e affidabili. Secondo gli ultimi messaggi, il secondo campione perceptron è già stato costruito. Contiene 20 volte più elementi di memoria e uno schema di relazione più complesso rispetto al primo modello. L'esercito americano intende usare questo perceptone avanzato nel prossimo futuro per decifrare automaticamente i risultati dell'assunzione dell'aria - fotografie aeree e identificare gli obiettivi per loro.

Con l'uso di neuroni artificiali, le auto sono già create con capacità di riconoscimento, ancora più perfette dei primi percettioni. Già creato, ad esempio, una macchina su una varietà di neuroni elettronici -

Artrone

. Questo neurone elettronico è più complicato da altri analoghi. Ha 16 stati e ritardare proprietà. Questo è un elemento estremamente sensibile con due ingressi e un'uscita. I segnali di ingresso e uscita hanno una forma digitale. La differenza della macchina su artru dal primo percezione è che i percorsi di passaggio del segnale tra elementi sensibili e artropi cambiano in modo continuo casuale, mentre nel processo di "apprendimento" saranno trovati i percorsi ottimali. Ma anche dopo "apprendimento", l'auto ritorna facilmente alla fase del passaggio del segnale casuale.

Il meccanismo principale con cui tale macchina è l'apprendimento "è quattro interruttori ad alta velocità. Confrontano il segnale ricevuto con il livello di soglia, determinare, aprire l'interruttore o lasciano chiuso. Nel primo caso, il segnale all'artrone non passa, nei secondi. Lo schema di feedback e qui fornisce "incoraggiamento" o "punizione", riducendo o aumentando il livello di soglia del commutatore.

La macchina su Artrons, secondo la stampa straniera, può essere utilizzata per controllare automaticamente gli aeromobili spaziali senza equipaggio, contribuirà alla creazione di veicoli di comando ad alta velocità per la sede delle unità militari che rendono più facile per le soluzioni al comandante. La macchina può gestire con successo le attrezzature che operano in condizioni pericolose.

La stampa è anche riportata sulla creazione di un altro neurone analogico per dispositivi logici. -

neuristor

. Può eseguire tutte le operazioni logiche delle macchine elettroniche esistenti e persino alcune delle funzioni che devono ancora non dire. Secondo il diagramma, questo è un canale contenente una striscia termistore e un contenitore distribuito. Distribuiscono segnali - scarichi elettrici che passano con velocità e ampiezza costante. Dopo lo scarico, il dispositivo diventa immunità per qualche tempo e non supporta gli scarichi. Dopo un certo periodo, ripristina le prestazioni. I dispositivi logici sui neuristratori sono caratteristici del fatto che il dispositivo e i cavi di collegamento sono un numero intero.

Una ditta estranea ha suggerito una macchina di programmazione autoprodotta che sceglie in modo indipendente l'approccio ottimale per risolvere il problema. È progettato per riconoscere i segnali dell'idrologiatore.

Prima dell'uso, la macchina è "addestrata". Sul nastro perforato del blocco di memoria, i segnali dell'idrolettore e il segnale ECHO creato dalla nave sono scritti. Se la macchina si confonde qualcosa, il processo di confronto viene ripetuto fino a quando non dà la risposta corretta. "Allenato" in questo modo la macchina può analizzare i segnali di posizione subacquea meglio dell'operatore.

Una delle imprese americane ha costruito una macchina di apprendimento bionico per una rapida identificazione e una classificazione di oggetti tridimensionali aventi una forma di una palla, cubo, piramidi e un'ellispsoide. Questa qualità, secondo noi specialisti, è molto prezioso durante la visualizzazione, analizzando, selezionando le foto sui satelliti di ricognizione prima di trasferirli sulla Terra. E non solo in questo caso, ma anche nel riconoscimento degli inizi del lancio di shell o shell stessi dal lato degli aeromobili o dei satelliti, nonché il rilevamento delle testate dei missili tra i falsi obiettivi.

Tale macchina bionica è composta da un'obiettivo, 400 fotocellule, amplificatori di segnale di fotocellula, un blocco di memoria associativo, composto da 400 schemi logici semplici, dispositivi logici di risposta e dispositivi logici digitali che indicano la forma dell'oggetto osservato. L'uscita di ciascun amplificatore è collegata (con legge casuale) con gli ingressi di nove circuiti logici del blocco di memoria.

Come funziona una macchina bionica? Quando l'immagine ottica è progettata per le fotocellule, i segnali da loro dopo l'amplificazione vanno in circuiti logici della "memoria" associativa, da lì a due dispositivi logici di risposta. Ecco il processo di apprendere la macchina. All'ingresso dei dispositivi di risposta, i segnali sono "pesati", ovvero, a seconda che la presenza di questo segnale sia correttamente riconosciuta, è migliorata o indebolita. Ciò è ottenuto a causa della diminuzione della resistenza all'ingresso di circuiti logici di risposta.

Dei modelli Neuroni creano intere reti che hanno lo scopo di simulare determinate funzioni del sistema nervoso. Le reti sono costruite, modificando i loro parametri in conformità con le modifiche della natura dell'irritazione, nonché una rete destinata a memorizzare i dati e in grado di "apprendimento".

Nel secondo simposio di Bionics è stato riferito che una macchina di studio su una rete neurale di 102 memestor è stata creata negli Stati Uniti.

Memi

- Questi sono elementi liquidi, strutturalmente decorati sotto forma di piccoli vasi di plastica in un terzo del centimetro cubico. Le navi sono piene di elettroliti e hanno elettrodi. L'effetto degli elementi si basa sulla variazione della resistenza da 3 a 100 ohm. La rete di tale memistor imita il lavoro del corpo visivo umano durante il riconoscimento delle immagini. Sulla base di questa auto, si presume che crei un dispositivo per risolvere problemi di navigazione complessi, previsioni meteorologiche, ecc.

Gli Stati Uniti sviluppa anche una macchina progettata per riconoscere il testo e la stampa del testo con voce. Gli specialisti si impegnano anche nel problema della conversione di un insieme di numeri in una voce umana registrata su un nastro magnetico. Questa voce viene introdotta nella macchina di elaborazione elettronica e produce analisi matematica dei suoni. E poi dai numeri ricevuti nuovamente ricreati (sintetizzati), il discorso umano è anche registrato su un film magnetico. Tale analisi e sintesi del discorso saranno molto preziose per il restringimento dei canali di comunicazione.

Di grande importanza per la comunicazione in casi speciali di uso combattente di attrezzature militari, come gli aeromobili, avranno la trasformazione dello spettro vocale delle frequenze nelle oscillazioni meccaniche. Queste oscillazioni meccaniche saranno percepite non nell'orecchio e nella pelle umana.

Il fatto è che nel piano volante, il rumore interferisce con la ricezione dei segnali sonori ascoltando gli organi. La pelle suscettibile alle frequenze, nove volte meno delle frequenze percepite dall'orecchio (1000-4000 Hz). Pertanto, quando trasformiamo frequenze audio nelle oscillazioni meccaniche, gli operatori potrebbero determinare alcuni suoni usando le dita situate sul vibratore. Oltre a ridurre l'effetto del rumore, questa trasmissione ha un maggiore segreto.

La ricerca nel campo delle macchine qualificate e di autoapprendimento viene effettuata nell'URSS. Come il famoso scienziato sovietico V. M. Glushkov ha detto in una delle sue esibizioni, nel centro di calcolo dell'Accademia delle scienze della SSR ucraino (ora è chiamata l'Istituto di cybernetics) l'auto elettronica "addestrata" il significato delle frasi in russo. Il programma è stato fornito per questo: la macchina è riportata da un numero di frasi significative; Quindi, nel processo di controllo, ordinò correttamente frasi significative da priva di significato e non solo per quelle frasi che ha imparato nel processo di apprendimento, ma anche per frasi estranei.

Durante la modellazione sulla macchina del processo di "apprendimento", il significato delle frasi in russo potrebbe essere imitato da vari tipi di "formazione" - dalle voglie nude a una tenerezza a frettolose generalizzazioni e una fantasia irrefrenabile.

Uno dei membri dello staff dell'Istituto di Automazione e Telemeccanica dell'Accademia delle Scienze dell'URSS è stato presentato dall'ipotesi della compattezza, consentendo di spiegare il processo di apprendimento e riproducarlo artificialmente. Attualmente l'ipotesi di compattezza è controllata per gli animali.

Per capire il significato dell'ipotesi di compattezza, immagina un aereo diviso in cellule e completato "P" -Fotoleale che imita "ricevitori" dei recettori-Irritazione leggera (figura 28, a sinistra).

Fico. 28. Schema del processo di "apprendimento" di macchine che identificano la lettera A

Se un'immagine è progettata per questa fotocopia di tipo, allora alcune fotocellule sono eccitate. La condizione dell'intera parete fotografica può essere caratterizzata da un punto, come si suol dire, nello spazio del recettore (figura 28, a destra). Questo punto è il vertice di un unico cubo. Quindi, la lettera A corrisponderà a seconda della scrittura di un gruppo di punti, la lettera B è un altro gruppo di punti nello spazio del recettore. Gli scienziati suggeriscono che il cervello umano in qualche modo è formato da aree nello spazio del recettore corrispondente a una o nell'altra immagine.

L'ipotesi di compattezza può essere formulata come segue: una persona percepisce molte diverse sensazioni visive come un'unica immagine, se una pluralità di punti corrisponde a questa sensazione, nello spazio del recettore è in un certo senso essere un set compatto. Il compito di "apprendimento" della macchina, quindi, è quello di svolgere nello spazio delle superfici che separano una regione dall'altra, e questo significa la capacità di distinguere le immagini. Nel processo di "apprendimento", la macchina "ricorda" la posizione dei punti corrispondenti alle lettere A, B, ecc. Nello spazio del recettore. Di conseguenza, quando la macchina mostra la lettera, determina dove il punto è caratterizzato dall'immagine mostrata e in base a questa "risposta", che è la lettera.

Sulla base di questa ipotesi, è stato sviluppato un programma implementato su macchine digitali. E si è scoperto che le macchine sono molto facili da "imparare" a riconoscere cinque cifre: 0, 1, 2, 3 e 5 (a causa del fatto che la figura 4 è simile alla figura 1, non è stato usato nel primi esperimenti).

Nel corso della formazione, la macchina è stata mostrata 40 numeri selezionati e segnalato il codice condizionale, quali numeri. Quindi hanno mostrato le rimanenti 160 opzioni per ogni cifra che non veniva vista prima della macchina. Doveva riconoscerli. E da 800 casi consentiti solo ... quattro inesattezze.

Dietro i primi esperimenti di successo degli scienziati sovietici hanno seguito nuovi. Su un piccolo materiale educativo, l'auto "appresa" per riconoscere tutte e dieci cifre. Ora viene studiata la possibilità di riconoscere la macchina di tutte le lettere dell'alfabeto e persino ritratti.

Gli scienziati sovietici ritengono che nel prossimo futuro l'auto sarà in grado di allenare non solo riconoscendo le immagini, ma anche per addestrarli processi più complessi. Tali auto in futuro possono sostituire una persona quando si esegue le operazioni più sottili. Ad esempio, saranno in grado di giudicare il suono dell'unità di lavoro sulla sua manutenzione o ascoltare il battito cardiaco, diagnosticare. È interessante interessante che le macchine possano essere uguali come lo stesso, e poi specializzarle, "insegnando" a una specie di "artigianato".

L'effettivo membro dell'Accademia delle scienze della SSR ucraino V. Glushkov afferma, ad esempio, che la macchina computistica elettronica, trattando un materiale sperimentale, può aprire una nuova legge della natura, un compilatore di programma assolutamente sconosciuto. Naturalmente, è più naturale dire che la corrispondente legge è aperta con la macchina con un programmatore, ma quando lo scienziato apre qualcosa, la paternità non si applica a coloro che gli hanno insegnato.

Le macchine di autoapprendimento sono l'ulteriore sviluppo dei sistemi con adattamento automatico, discusso nel capitolo precedente. I dispositivi di autoapprendimento accumulano l'esperienza di gestione e aumentano le loro "qualifiche". Allo stesso tempo, sono in grado di svolgere tali funzioni che non sono state posate in loro. Si tratta del fatto che se il progettista ha posato la capacità di migliorare e imparare in macchina, quindi implementando questa abilità, la macchina stessa trova la migliore struttura e le leggi di comportamento che potrebbero essere inaspettati per il progettista stesso. In questo modo, il processo di migliorare le mitragliatrici sul modo di le forme viventi, che svuota i risultati più notevoli possono essere eseguiti.

In conclusione, vorrei ancora una volta enfatizzare la comunità delle leggi della gestione nella tecnica e nella fauna selvatica. Questa idea è la pietra angolare della cibernetica. Lo studio dei processi di gestione negli organismi viventi è estremamente importante per lo sviluppo della tecnologia, in particolare l'automazione.

Gestione, come impatto mirato, presuppone la presenza di un obiettivo. Tale obiettivo può essere solo in un organismo vivente. Ora, grazie al genio creativo di una persona, è apparso Automita, in cui gli impatti mirati sono impegnati senza la partecipazione diretta degli organismi viventi. L'obiettivo in queste macchine ha investito il loro creatore - una persona.

Il processo di controllo nella macchina o nell'organismo vivente è composto da tre parti: studiando l'oggetto gestito, sviluppando una strategia di gestione, implementare la strategia selezionata. Sopra abbiamo parlato di tirocinanti e macchine di autoapprendimento: possono assumere una delle operazioni di gestione, cioè lo studio dell'oggetto gestito. La seconda parte del processo è sviluppare una strategia di gestione - può anche essere effettuata dai sistemi di ricerca automatica. La terza operazione è implementare la strategia di gestione adottata - viene effettuata da dispositivi tecnici, il cui compito è possibile, è possibile impostare più rapidamente e accuratamente le modalità di funzionamento selezionate. È importante garantire la massima efficienza della gestione.

Secondo gli specialisti dell'Istituto di Automazione e Telemeccanica dell'Accademia delle scienze dell'URSS, alcuni processi di gestione negli organismi viventi procedono in conformità con i principi di gestione ottimale. Pertanto, i dipendenti dell'istituto insieme ai biologi e ai medici controllano le loro ipotesi sui servizi di soggiorno. L'introduzione di macchine sempre più perfette non diminuisce, ma aumenta il ruolo di una persona nell'applicazione dei mezzi tecnici moderni. Appartiene al regno di Automazione per diritto del luogo del comandante che prende la decisione finale. Questo è particolarmente pronunciato in un business militare, dove c'è anche una rapida implementazione dell'automazione e della telemeccanica.

Alla luce di quanto sopra, è chiaro capire più chiaramente perché, nella risoluzione dei compiti di gestione, non solo le parti tecniche del caso sono prese in considerazione, ma anche fattori psicologici e fisiologici associati alla partecipazione di una persona nella gestione processi. Tale lavoro nell'URSS è condotto da esperti sull'automazione nel Commonwealth con psicologi e fisiologi.

La soluzione di questi compiti complessi è chiamata Bionics. Non è un caso che uno scienziato sovietico figurativamente chiamasse il controllo automatico del legno, alimentando i succhi di attuali compiti pratici dell'automazione, con un vertice che parte nell'area dei problemi più sottili della più alta attività nervosa di una persona. Non c'è dubbio che lo sviluppo di questa fruttuoso area consentirà di ottenere un nuovo successo nella creazione e nel migliorare la tecnica della società comunista, che è necessaria sia per il periodo di massimo pieno delle forze produttive della madrepatria e di proteggere la sua sicurezza da qualsiasi invasione dall'esterno.

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P. T. Astashenkivoyed Varie ministero della difesa dell'USSSRMOSKVA -1963

Il nome della scienza "Bionics" è familiare a molti - incontra sempre di più. Tuttavia, per immaginare esattamente quello che è, non tutto. Allora, cos'è questa direzione?

La parola "Bionics" è formata dal bion greco - elemento della vita o vivente. In sostanza, questa scienza è qualcosa di confine tra biologia e tecnologia. Risolve compiti di ingegneria basati sull'analisi della struttura e della vita degli organismi. Questa direzione è strettamente collegata immediatamente con diverse tendenze scientifiche, come fisica, chimica, biologia, cibernetica e ingegneria (elettronica, navigazione, comunicazioni, case marina).

L'idea di utilizzare la conoscenza della fauna selvatica per risolvere varie attività di ingegneria si riferisce agli autori Leonardo Da Vinci . Un vivido esempio di tale tentativo di costruire un aeromobile in modo che salga con le ali come gli uccelli.

Con lo sviluppo della tecnologia, l'interesse per la fauna selvatica ancora più intensificata dal punto di vista della determinazione della generalità di tutte le cose con le manipolazioni di ingegneria e le opere. Ufficialmente, la scienza del Bionic ha originato nel 1960, quando stava parlando in questo contesto al primo simposio di Dyton (USA).

Cosa studia Bionics?

Tra i principali interessi di Bionics sono lo studio del sistema nervoso dell'uomo e degli animali, oltre a modellare nuove cellule (implica neuroni e connessioni neurali), che in futuro possono essere utilizzate per migliorare l'attrezzatura informatica e lo sviluppo di nuovi elementi di tecnologia. Inoltre, questa scienza è interessata allo studio dei sensi e di altri sistemi di percezione umana per il successivo sviluppo di nuovi sensori e sistemi per rilevare oggetti. Inoltre, in Bionics, un'attenzione particolare è rivolta allo studio dei principi di orientamento, posizione e navigazione negli animali per introdurre questi principi nella tecnica. E lo studio delle caratteristiche biochimiche di persone e animali perseguono i ricercatori che praticano Bionics per introdurre questi principi nello sviluppo della tecnologia.

Quindi, gli scienziati ammirano il fatto che i sistemi di esseri viventi in miniatura. Ad esempio, gli elementi del sistema nervoso nella quantità di diversi milioni occupano un totale di un paio di decimetri dell'area del cervello. Naturalmente, da qui il desiderio di ricreare un sistema così competente nella tecnica, che darà il vantaggio delle persone nella gestione ingegneristica. Interessato ai ricercatori e all'economia del lavoro - il cervello umano nel processo di lavoro attivo consuma solo pochi watt. Secondo gli esperti, lo studio dell'affidabilità del sistema nervoso darà loro la chiave della creazione di tecniche di alta qualità, che sarà il più affidabile possibile. Tutto questo e molto più preoccupanti gli scienziati.

Tipi di scienza

Gli scienziati assegnano diversi tipi di Bionics:

  • Biologico, che è impegnato nello studio dei processi biologici in natura.
  • Bionica teorica, che costruisce calcoli matematici e formule basate su questi dati.
  • Bionica tecnica, che utilizza questi calcoli e osservazioni per risolvere varie attività di ingegneria e creare attrezzature.

Sulla base della scienza di base, è assegnata una direzione separata - Neurobionica. Ci sono versioni che questa direzione scientifica è diventata la base per lo sviluppo dell'intelligenza artificiale.

Esempi naturali di invenzioni basate sulla Biionk

Gli esperti notano che l'esempio più semplice e chiaro è chiamato cerniere. L'azione basata sul fatto che una parte del design ruota attorno all'altra è usato nelle conchiglie marine. Lo usano per gestire i loro lavandini in modo da poter aprire o chiuderli se necessario.

Inoltre tutte le persone hanno familiarità con un tema del genere come pinzette. È considerato l'analogo naturale, il becco tagliente e colla del veritniano. Anche le ventose ordinarie utilizzate come attaccamento per vari elettrodomestici o pasta per le scarpe dei lavoratori nel lavandino delle finestre grattacieli, e quelle sono prese in prestito dalla natura. Gli stivali sono dotati di tali ventosi, delle gambe di Quix, a causa del quale può essere ritenuta saldamente su foglie scivolose di piante. A proposito, le ventose sono entrambe a polpi che li usano per un contatto stretto con le loro vittime.

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