Hva er bionics "perpet

Hva er Bionics.

Leseren av oberst ingeniør brosjyren. Blant næringene er det sagt i en brosjyre, hvor de oppnådde dataene kan påføres, radar, kommunikasjon, infrarød utstyr, elektroniske databehandlingsmaskiner har størst betydning. Forfatteren overbeviser overbevisende at BIONICS konklusjoner er i stand til å spille en viktig rolle i utviklingen av militært utstyr - deteksjon, kommunikasjon, ledelse, automatisering utstyr.

Brosjyren er designet for masseleseren.

Cybernetikk blir stadig mer populært - grenen av vitenskapen født i de første årene etter andre verdenskrig. Det er engasjert i matematisk forskning av ledelse og kommunikasjonsprosesser i levende organismer og automatiske enheter. Denne vitenskapelige retningen oppsto ved krysset av nøyaktige, tekniske og biologiske vitenskap, matematikk, fysikk, ingeniører, biologer, leger, lingvister deltok i etableringen og utviklingen. Siden cybernetikk for studiet av styring og struktur av kontrollsystemer av de mest forskjellige naturområdene til hjelp av matematiske metoder, kan det bare utvikle seg på grunnlag av hele scurried på sannsynlighetsteori, differensialligninger, matematisk logikk, informasjonsteori.

Det første arbeidet der et forsøk ble gjort for å systematisere grunnlaget for Cybernetics var boken American Mathematics N. Wiener "Cybernetics, eller Management and Communication i dyret og maskinen" (1948). Amerikanske forskere K. Shannon, A. Rosenblut og andre deltok i utviklingen av de viktigste ideene som er angitt i denne boken.

Utviklingen av matematiske disipliner, som spiller en stor rolle i cybernetiske studier, har gjort et betydelig bidrag til de fantastiske russiske forskerne A. A. Markov, A. N. Kolmogorov, N. N. Bogolyubov. Selv før den endelige dannelsen av cybernetikk som vitenskap B. A. Kotelnikov utførte dype studier av den generelle kommunikasjonsteorien, A. Ya. Hinchin ga streng matematisk tolkning av teorien om informasjon.

Hva er nytt i prinsippet om problemer med problemer, bærer cybernetikk? Det vurderer ledelsesoppgavene generelt, uten å legge inn detaljene i en bestemt enhet av individuelle mekanismer, noder, etc. Det samme i kommunikasjonsteoriet. Spørsmål er løst av cybernetikk uten avklaring, hvilke typer kommunikasjon de inkluderer - til telegraf, radio, telefon eller andre. Som et resultat av en slik formulering synes muligheten for å under en viss synsvinkel å vurdere generell i prosessene for ledelse og kommunikasjon i maskiner og organismer, å gjennomføre analogier mellom databehandlingsutstyr og den menneskelige hjerne.

Vi vet alle slike tekniske maskiner som lokomotivhastighetsregulator, maskinverktøy, automatiske telefonveksler, kraftnettkontrollmaskiner, kjernefysiske reaksjonskontrollmaskiner, automatiske meteorologiske stasjoner, autopiloter. Auropaens handlinger kan programmeres, for eksempel driften av maskinmaskinen. Men det er automat som er i stand til å utføre

En rekke oppgaver avhengig av eksterne forhold

. Disse inkluderer autopiloter installert på moderne fly, og auto-effekt, beregnet for den automatiske retensjonen til skipet på direkte kurs.

La oss forklare prinsippet om handling av slik automat på eksemplet på autoforfatteren (figur 1). Under påvirkning av mange forstyrrende faktorer (bølger, vind), kan skipet avvike fra det angitte kurset. Det følsomme elementet er gyrokompasene - vurderer størrelsen og retningen for avvik fra kurset og på sensoren produserer et signal som er proporsjonalt med denne avviket. Dette signalet gjennom mellomliggende lenker går inn i spesielle anordninger som produserer kommandoer i form av elektrisk spenning, styring av aktuatorens drift. Under virkningen av den påførte spenningen kommer motoren i bevegelse og gjennom den mekaniske overføringen produserer et styrestyring på siden motsatt for å endre kurset. Etter flere rattet ruller skipet ut til det angitte kurset, og alle kontrollelementene i auto-effekten opptar startposisjonen.

Fig. en. Ordning av auto-rubelskip

Vi har stoppet i detalj på handlingen av autoforfatter fordi det er tydelig synlig i karakter og funksjoner i de såkalte tilbakemeldingssystemene som tiltrekker seg og cybernetikk.

Konsept av tilbakemelding

Det regnes som vanlig for teknologi og biologi. Tilbakemeldingsprinsippet brukes for eksempel i et system som styrer likevekten til en person. Den avgjørende rollen av inverse lenker i konstruksjonen og reguleringen av levende organismer ble etablert på slutten av tjueårene sovjetiske forskere.

I fig. 2 viser det strukturelle diagrammet til tilbakemeldingsanordningen. Handlingen er lett å klargjøre det samme eksemplet med auto-elementet. I diagrammet a (t) -datert kurs, b (t) -allig motstandsretningen. Tilbakemeldingskanalen til det sammenlignende elementet med signalet fra utgangen tilføres, og hvis B (t) er forskjellig fra den angitte retning, fremstilles mismatchsignalet lik A (T) -b (T), som er forbedret i forsterkeren. Det påvirker det for å redusere mismatch til null. Når feilen i fravær av eksterne påvirkninger har en tendens til null, kalles tilbakemeldingen negativ.

Fig. 2. Strukturelt diagram over tilbakemeldingsenhet

Slike tilbakemeldinger er viktig, ikke bare for implementeringen av ulike bevegelser av levende organismen, men også for implementeringen av fysiologiske prosesser i den, for å fortsette sitt liv selv. Sant, disse tilbakemeldingene virker sakte enn tilbakemelding av bevegelser og utgjør.

Det er kjent som det stramme rammen av eksistensen av det høyeste dyret fra tidspunktet for temperatur, metabolisme, etc. Endringen i kroppstemperaturen med halv karakterer betraktes som et tegn på sykdommen, og endringen i temperaturen på Fem grader utgjør kroppens levetid.

Svært strenge krav til osmotisk blodtrykk og konsentrasjon i IT-hydrogenioner. Kroppen skal ha et visst antall leukocytter for å beskytte mot infeksjon, kalsiumutvekslingen bør være slik at beinene ikke mykner og vevet ikke kalsineres.

Mange andre eksempler som viser at det er et stort antall termostater, automatiske regulatorer og andre tilbakemeldinger i menneskekroppen.

De ville være nok for en stor kjemisk bedrift.

Sammenligning av styringssystemene i levende organisme og bilen ble forskere tvunget til å være nærmere "peering" i essensen av de slags "enheter", som dyr og planter oppfatter, analyserer, overfører informasjon. Data på enheten av slike "enheter" kan være ekstremt viktig for utviklingen av mange nye grener - kommunikasjon, steder, automatisering, infrarød utstyr, etc. Som et resultat, skjedde en ny vitenskapsretning, engasjert i studiet av biologiske prosesser og enheter av levende organismer for å få nye funksjoner for å løse tekniske og tekniske oppgaver. Denne nye grenen av vitenskapen har blitt kalt Bionics. Navnet kommer fra det greske ordet, som betyr et element i livet (det vil si elementet i det biologiske systemet).

Mange spesialister vurderer BIONICS med en ny gren av cybernetikk. I samsvar med dette definerer de det som vitenskap, utforsker stiene og metodene for elektronisk modellering av naturlige systemer for å oppnå, behandle, lagre og overføre informasjon i levende organismer.

Med en bredere tilnærming er tre retninger av bionics preget - biologisk, teknisk og teoretisk.

Biologiske BIONICS

Det er engasjert i studiet av levende organismer for å klargjøre prinsippene som ligger til grunn for fenomener og prosesser i dem.

Tekniske BIONICS

Setter sin oppgave å rekreasjon, modelleringsprosesser i naturen og bygningen på grunnlag av dette fundamentalt nye tekniske systemer og forbedring av gamle.

Teoretiske bionikere

Utvikler matematiske modeller av naturlige prosesser. Bionics bruker data fra biologi, fysiologi, anatomi, biofysikk, nevrologi, neurofysiologi, psykologi, psykiatri, epidemiologi, biokjemi, kjemi, matematikk, kommunikasjon, luftfart og marineutstyr, etc. Nærmeste bionics er for tiden knyttet til slike tekniske disipliner. Som Elektronikk, luftfartsvirksomhet, skipsbygging.

Hvor bredt kan det være en rekke problemer der folk har noe å lære av naturen, vise på slike eksempler. Interessen til eksperter forårsaket Dolphins evne til å bevege seg i vann uten mye innsats ved hastigheten maksimalt for slike store organer. Det ble observert at bare en mindre blekkskriver (Laminar) bevegelse oppstår rundt den bevegelige delfinen, som ikke går inn i vortexen (turbulent) bevegelse. Mens den oversvømmede ubåten som ligner Dolphin-skjemaet, er det en høy turbulens. Å overvinne motstand bare fra denne faktoren blir brukt før

9

/

ti

dens drivkraft.

Studier gjorde det mulig å fastslå at hemmeligheten til "anti-trailence" Dolphin er skjult i huden. Den består av to lag - en ekstern, ekstremt elastisk, 1,5 mm tykkelse og en intern, tett, 4 mm tykk. På innsiden av det ytre laget av huden er det et stort antall trekk og rør fylt med myk svampete. Som et resultat virker alt det ytre dekselet til delfinen som en membran følsom for endringer i eksternt trykk og slukker forekomsten av en stråle ved å overføre trykk til kanalen fylt med støtdempende substans.

I USA ble dette fenomenet kalt "stabilisering av grensoverflaten med et distribuert veikryss." I eksemplet på Dolphin-huden ble et gummisall opprettet, hvor de indre kanalene er fylt med støtabsorberende fluid. Bruken av et slikt skall på torpedoen gjorde det mulig å redusere turbulens med 50 prosent. I USA antas det at slike skall vil være svært verdifulle for å dekke ubåter, fly og andre tekniske enheter.

Et annet lærerikt eksempel. I forelesningen "menneskehetens skjebne i Atomic Era", les på verdensutstillingen i Brussel, NN Semenov Sovjetforsker N. Semenov, snakker om implementeringen av den direkte transformasjonen av kjemisk energi i nær fremtid, referert til kunstig muskel apparater. Hva er det? Basert på studiet av prosessene som oppstår i musklene der transformasjonen av kjemisk energi til mekanisk, skapte to sveitsiske spesialister en muskelmodell. På plass, i stedet for muskulært vev, brukes et stoff fra familien av gigantene - polyakrylsyre.

Fra denne syren gjorde en tynn filmbånd. Å finne i en sur onsdag, er det i en tilstand av tilfeldig snoede kjeder. Det er verdt å endre et alkalisk medium, da polyakrylsyremolekyler blir bærere av hundrevis av negative ladninger. De er gjensidig avstøt, molekylet retter seg til det tar båndformen når kostnadene med samme navn vil bli maksimalt fjernet fra hverandre. Omvendt erstatning av mediet forårsaker vridning av det gigantiske molekylet, etc. Hvis molekylet er forbundet med lasten, så vil det strikke og vri. Så kjemisk energi blir direkte til mekanisk. Det er mulig å oppnå konkrete resultater. Polyakrylsyreledning med en diameter på 1 cm er i stand til å løfte lasten som veier opp til 100 kg. Dette er resultatet som er interessant for teknologi.

Av spesiell interesse presenteres BIONICS-data for radioelektronikk. Resultatene av biioniske studier vil bidra til å løse problemer som akkumulering og behandling av et stort antall opplysninger, øke påliteligheten av radio-elektroniske systemer, skape nye elektroniske maskiner, selvsøkende (adaptive) enheter, oppnå ytterligere mikrominium av utstyr.

Biologiske BIONICS er spesielt aktivt å utforske egenskapene til oppfatningsmyndighetene - øynene og ørene, elementene i nervesystemet, dyrs evne, fisk, fugler og insekter for å navigere i det omkringliggende rommet, kommunisere, flytte, etc.

For tiden er den tekniske bionikene bare i det utløpt scenen, men forsøker nå å skape kunstige analoger av nervecellen og metodene som etterligner de grunnleggende prosessene som tenker i utlandet. Det antas at i fremtiden, kan enheten imitere arbeidet i nervesystemet bidra til opprettelsen av ubemannet romfartøy for å studere planene i solsystemet uten behov for fjernkontroll fra jorden. På samme måte er etableringen av et bredt spekter av bionic databehandlingsmaskiner oppfattet.

I hans skrifter nærmer seg biologene i økende grad reproduksjonen av sansene til de mest organiserte levende vesener og en person med sine fem følelser. I dette området holder naturen en ikke-isolert overlegenhet over kreasjonene til menneskelige hender. De mest avanserte elektroniske databehandlingsmaskinene er langt fra mulighetene som den menneskelige hjernen har. Menneskets nervesystemet tar samtidig hensyn til uforlignelig flere faktorer, har et større antall parallelle kanaler med informasjon enn noen veldig perfekt elektronisk maskin. Hvis du forestiller deg en elektronisk databehandling med et slikt antall elementer, som hjernen, ville det være hundrevis av millioner ganger mer av det. Det ville være vitenskap å lære å skape slike slående tynne og pålitelige elementer for biler, som celler i det menneskelige nervesystemet!

Ikke mindre verdifullt å skape lagringsenheter ville være å utforske evnen til å akkumulere og overføre informasjon ved kromosom, strukturelt element i dyret eller plantecellekjernen, som spiller en viktig rolle i arvelighet av organismer. I kromosomet er det en deoksyribonukleinsyre - et organisk stoff, hvis molekyl har et stort antall byggealternativer. Det anslås at antallet indikerte syre, som er inneholdt i en enkelt celle i menneskekroppen, kan kode opp informasjonen i teksten på mer enn 10 tusen bøker med to hundre tusen ord i hver.

BIIONICS er spesielt interessert i å skape maskiner som reproduserer de enkelte egenskapene til den sentrale nervesystemet til personen. Dette er maskinmaskiner som er i stand til

Selvsporing

, Det vil si tilpasse seg endrede arbeidsforhold. I utlandet har utviklingen blitt rapportert, for eksempel selvjusterende autopilot. Avhengig av arbeidsforholdene, endres ytelsen.

En annen egenskap i nervesystemet -

evne til å "finne ut"

. Denne eiendommen er reprodusert i "gjenkjenne" maskinmaskiner. Slike maskiner kan brukes til å gjenkjenne elementer på sine eksterne konturer, klassifiseringen av disse elementene og et symbolsk bilde. Enheter som kan gjenkjenne og markere signalet og tune på den, er svært viktig i selvregulerende systemer.

Mannen er kjent for

lære

. Denne evnen prøver nå å tåle og bilen. Det må ta hensyn til den akkumulerte opplevelsen og trekke konklusjoner for fremtiden. I militærvirksomhet kan slike maskiner tjene til å automatisk forbedre de allerede skapte våpensystemene og andre formål.

Studien av den menneskelige hjerne, bruk av data fra dette for å skape automat som er i stand til å utføre minst en del av funksjonene, oppdage bemerkelsesverdige utsikter for utviklingen av de nyeste områdene i moderne teknologi.

Så, fremveksten og utviklingen av bionics bidro til det økte behovet for menneskeheten i behandling og overføring av store mengder informasjon. BIIONICS Teknisk base - prestasjoner i elektronisk databehandling og mikrominium av utstyr. Dens videreutvikling, ifølge utenlandske spesialister, avhenger av oppmerksomheten til de analytiske områdene i nevrologi, fysiologi og andre områder av biologi, den tidligere så langt hovedsakelig beskrivende vitenskap. Selvfølgelig vil treningen av spesialister som kjenner både biologi og elektronikk, også trenge.

De troende av det aggressive kurset, imperialister i USA og denne nye vitenskapsgrenen søker å bruke for å forberede seg på krig. Den amerikanske forsvarsdepartementet, ifølge utskrift, overvåker nøye utviklingen av BIONICS. Fungerer i dette området fører Institutt for luftfartsutvikling av US Air Force Research Center. Ordrer fungerer på problemene i BIONICS og US Navy. På den betydning som er knyttet til den nye vitenskapen, lederen av den amerikanske avdelingen for forskning og utvikling av Air Force General, sa General Schriver:

"Bionics vil gi nøkkelen til å løse oppgaven med å forbedre våpnene og egenskapene til personell som serverer våpen." Deretter bemerket han at "Bionics tiltrekker seg oppmerksomheten til amerikanske eksperter til det faktum at bruken av levende modeller som en nøkkel til funksjonen av radio-elektroniske eller mekaniske systemer åpner nye perspektiver i teknikken"

.

Blant biologiske prosesser som er spesielt interessert i amerikanske spesialister, er det både prosessen med å skape "natur av mikroskopisk små, men ekstremt følsomme oppfattende elementer."

Oppmerksomhet er tiltrukket av arbeidet i nervesystemet for levende organismer, transformasjonen av nerveimpulser, studiet av akkumulering og gjenoppretting av informasjon, etc.

BIONICS-studier utført i USA relaterer seg til de elektriske egenskapene til levende stoffer og prosesser med eksitasjon, fysiologi og kjemi av biologiske "klokke", rytmiske endringer i valutakursraten. Studier innen bionic matematikk utføres også, "antenner" av sommerfugler, trekkadferd av duer, fiskforbindelse, bruk av lukting for orientering i akvatiske dyr, analyse av bølgene i øret, studeres. Teorien om multi-sized informasjon blir utviklet, en matematisk analyse av utformingen av en databehandlingsmaskin som har 10

9

Kumulative elementer.

I september 1960 ble det første nasjonale symposiet i BIONICS holdt i USA under mottoet: "Live prototyper er nøkkelen til ny teknikk." 700 personer deltok i IT: RadioElektronikk - 60 prosent, fysikere - 10 prosent, matematikere - 10 prosent, biologer, biofysikere og biokjemikere - 5 prosent, psykologer og psykiatere - 5 prosent. 25 rapporter presenterte ledende utdanningsinstitusjoner og firmaer i landet.

I 1961 ble det andre symposiet i BIONICS organisert i USA. Mange rapporter dekket resultatene av forskning utført av United States Air Force og Navy. Arbeid innen militær bruk av BIONICS i USA fortsatte i 1962 med enda større omfang. Dermed indikerte pressen at luftvåpenet ble ledet med 14 utviklinger, og Navy støttet ca. 30 arbeid i denne retningen.

Amerikanske spesialister gjør en stor innsats på BIONICS for å løse problemene med kommunikasjonsutvikling. Så, foran dem, i henhold til deres anerkjennelse, de vanskelige oppgavene med å behandle informasjon som sirkulerer i det elektroniske systemet som forbinder militære baser, ulike typer våpen. Jeg er bekymret for dem og problemet med pålitelighet, for eksempel et kommunikasjonssystem med satellitter. I dette tilfellet regnes det for lite i USAs levetid for utstyret, det må økes 100-200 ganger. Eksperter forventer at studiet av påliteligheten til levende organismer vil gi nøkkelen til å løse denne oppgaven.

Det smaker oppmerksomheten i utlandet og oppgaven med å redusere dimensjonene og vekten av elektronisk utstyr i luftfart. I mellomtiden blir de ikke redusert, men de vokser raskt. Så den amerikanske bomber som ble utgitt i Fortieth-året 2000 elektroniske deler om bord, er 1955-flyet 50.000 elektroniske deler, og på kampkjøretøyet på 1960 brukes 97.000 elektroniske deler. Derfor er aviatorer interessert i problemer med dimensjoner, vekter, ernæring ombord. Det er ikke ved en tilfeldighet at det er representanter for amerikanske luftfartsrepresentanter som er skudd med læring og kunstig reproduksjon av lette og kompakte enheter av levende organismer som krever et lite energiforbruk.

På grunn av den stadig større utviklingen av BIONICS og større muligheter åpnet for å anvende sine prestasjoner i militære saker, er det viktig at det bredere spekteret av mennesker i vårt land gjør seg kjent med de viktigste problemene som løses av den nye grenen av vitenskapen. Det er spesielt nyttig å kjenne våre militære lesere.

Nylig er forskere i en rekke land svært aktivt å utforske organene på fem sanser (øyne, ører, luktesans, smak og tanging) av levende organismer. Videre studeres evnen til å føle temperaturen, smerte, vibrasjon, likevekt, etc..

Oppfatninger konverterer i hovedsak en type energi til en annen og har en stor følsomhet, større enn de tilsvarende omformere som er opprettet av mannen. For eksempel viste det seg at noen fisk er ekstremt følsomme for lukten. En av dem kan oppdage tilstedeværelsen av en bulk substans, hvis selv en løsning av løsningen er inneholdt bare 10

-14.

G.

Det er interessen og mysteriet om utformingen av en mikroskopisk mottaker av ultralydsoscillasjoner som er tilgjengelige i Moth, bak hvilke flaggermus som er jaktet. Denne mottakeren som oppfatter frekvenser fra 10 til 100 kHz, gjør det mulig for møllene å oppdage fienden ved strålingen av lokaliseringen i en avstand på opptil 30 m.

Nye muligheter for infrarød teknologi kan åpne studiet av et spesielt organ med rasemessige slanger, som oppfatter varmestråling og reagerer på en endring i temperaturen på strålingskolen bokstavelig talt per tusjufraksjon av grad. Med denne kroppen kan slangen, som faktisk ser dårlig, finne sitt offer i mørket. Slike følsomhet for å gi termiske koordinatorer av raketthårssystemer og andre automatiske kontrollanordninger er drømt om utenlandske spesialister.

Med spesiell oppmerksomhet undersøker forskere i mange land mulighetene til syn som over 90 prosent av all informasjon trenger inn i kroppen. Photoreceptors er gjenstand for uforsiktige studier - nerveceller som oppfatter lysirritasjon, energipransportprosesser fra dem og behandling av visuell informasjon. Tiltrekker spesialister og arten av bevegelsen av øynene, oversikten over rommet og mye mer.

Øynene til en frosk, et marine dyr - et sverd, insekter blir intensivt studert. Utenlandske eksperter mener at studien av øyets struktur, synsmekanismen og egenskapene til mennesker og dyr og dyr kan ha nytte av å forbedre foto-letingssystemer, som klargjør mekanismen for fargesyn og løser andre tekniske oppgaver.

Ingen mindre vanskelig oppgave er utviklingen av kunstige organer av syn. Et kunstig system av bell-telefonen er bygget av et kunstig system, som gjengir en av de fire funksjonene i froskens øyne. Et annet selskap bygde en modell av "detektorer av insekter" i bildet og likheten til det visuelle kjøretøyet. Modellen inneholder syv fotoceller, seks av dem forårsaker irritasjon, og den syvende bremsing av kunstig nerve. I fravær av et insekt blir alle fotoceller tenes jevnt og irritasjon og bremsesignaler er helt støttet. Når et insekt vises, er den sentrale fotocellen mørknet, det betyr at bremsesignalet er svakt og irritasjonssignalet gjelder for "nerve".

Det er også rapportert om utviklingen av en elektronisk enhet, som gjengir effekten av øyet av hestesko-lignende krabbe. Dette øyet var interessert i forskere ved at den har muligheten til å styrke kontrasten av bilder av synlige gjenstander. Denne egenskapen til krabbeøyet skal brukes til å lette analysen av fjernsynsbilder, samt antennefotografier, fotografier av månen, etc.

Svært betydelige resultater gir en mer detaljert studie av menneskelige hørselsorganer. Det er kjent at den konsentriske viklingen av øreskallet er som nødvendig for hørsel, så vel som det andre øyet for visning, gir de muligheten til å definere utsiktene - plasseringen av lydkilden. Studiene har etablert at på grunn av de buede konvolusjonene i øret skallet, kommer lyden til Eardrum Reappeckens. Dette gjør at du kan bestemme plasseringen av lydkilden.

Blant de mulige anvendelsene i denne oppdagelsen - opprettelsen av et syntetisk "utendørs øre" for en enhet som fanger undervanns lydkilder. En av forskerne i USA demonstrerte tykke plater med tre hull som bores i dem, som som han indikerte, utfører rollen som menneskets vasken. En slik perforert plate, plassert under mikrofonhodet, som er registrert, lager et lag i tide, slik at opptaket mens du lytter til opptaket for å bestemme avstanden og retningen til lyden.

Etter type maneter har sovjetiske forskere bygget en enhet som forutsetter tilnærming av stormen. Det viser seg at selv et slikt enkleste marine dyr hører utilgjengelige infrasounds, som følge av friksjon av luftbølger og har en frekvens på 8-13 oscillasjoner per sekund.

Jellyf har et skjelett, en ende med en væskekule, hvor småstein flyter på slutten av nerven. Den første oppfatter den "stemme" av flasken stormen fylt med væske, så gjennom småsteinene overføres denne stemmen nerver. I enheten som imiterer høreapparatets hørselslegeme (figur 3), er det en rot, en resonator som overfører oscillasjonene til de ønskede frekvensene, piezodatchik, som omdanner disse svingninger til de elektriske strømimpulser. Deretter forbedres disse pulserne og måles. En slik enhet gjør det mulig å bestemme offensiven av stormen om 15 timer.

Fig. 3. Diagram av enheten - Prediktor storm

Siden 1950 bruker en av utenlandske eksperter et kunstig øre, som er en mikrofon av en spesiell design. Den elektriske strømmen som strømmer inn i kretsen av mikrofonen, opphøyer lemmen til den auditive nerven. Dette, selvfølgelig, den første, fortsatt ufullkomne design, siden i virkeligheten har den auditive nerven en kompleks "informasjonskryptering". For å gjenskape kunstig, vil mye innsats trenge mye arbeid, spesielt spesialister i elektronikk.

I denne forbindelse studeres i utlandet intensivt av mekanismen for oppfatning av lyder av en person som bruker en elektronisk modell som gjengir frekvensegenskapene til øret. Spesialister klarte å trenge inn i essensen av mange fenomener, særlig i prosessen med oppfatningen av Timbre.

Spesialister prøver også å lage en modell, som ligner på det menneskelige øret skiller svake signaler mot bakgrunnen for støy.

I tillegg til visjonens organer og hørsel, tiltrekker spesialisters oppmerksomhet kroppen av temperaturfølsomhet fra gresshoppene (den ligger på det tolvte segmentet av bart), i stengene og haiene, mekanismene for en følelse av tid i dyr, fugler og insekter. Mekanismer for følelse av tid kalles biologisk klokke. De styrer rytmene i kroppens liv, og for en rytme er det flere timer. Studien av dem i insekter viste at de er forbundet med spesielle celler i nerve noder. Disse cellene produserer spesielle hormoner for å kontrollere rytmene av vitale aktivitet.

Forskning av biologiske klokker ble gjennomført i en rekke utenlandske universiteter og institusjoner. De viste at disse klokker er ufølsomme for temperaturendringen bare på visse rammer. Når temperaturen viser seg for disse rammene, for eksempel ved avkjøling til 0 °, stopper den biologiske klokken. Etter å ha økt temperaturen til normal, begynner de å gå igjen, slår seg bak stoppetiden.

Spesialister i utlandet søker å skape en elektrisk analog biologiske klokker. Den analoge introduserte generatoren, hvor karakteren av oscillasjoner avhenger av miljøpåvirkningen - vekslingene av lys og mørke, faser av månen, etc. Denne enheten, etter planen for sine designere, "må kaste lys på funksjonene for å fungere av biologiske systemer når de blir utsatt for periodisk endrede forhold for de omkringliggende onsdagene.

I Atomic Energy Pavilion, ved Allsjonsutstillingen av prestasjoner fra USSR Nasjonaløkonomien, tiltrekker besøkende oppmerksomhet en manipulator som, som det var, forlenger operatørens hender og tillater ham å gjøre arbeidet der personen ikke kan være lokalisert på noen måte. En slik situasjon kan for eksempel oppstå ved bedriften i atomkraftindustrien, hvor det er radioaktive forurensningssoner. Og her på stedet der noen operasjoner skal utføres, drives manipulatorer på avstand. De har et stort antall frihetsgrader og er i stand til operatørgrupper som observerer et trygt sted, utfører en rekke operasjoner. De kan ta fartøy, overløp væsker, lys kamp, ​​etc.

Hvis du er satt inn i manipulatorenheten mer detaljert, kan du fastslå at dette er handlingsprinsippet - en spak. Det er ment å utføre et strengt definert antall operasjoner som kreves for gjennomføringen av eksperimentet. Men er det mulig å skape en manipulator uten et håndtakssystem? Og her for å hjelpe forskere kan komme kunnskap om det grunnleggende om ledelsen i en levende organisme, og spesielt biotoks.

Hva er Biotoki og når de oppdages? Elektrisk fisk, det vil si fisk, i kroppen av hvilke høye potensielle forskjeller som oppstår, var kjent for folk lenge før den første kunstige strømkilden ble opprettet. Selvfølgelig, på folk i de fjerne tider, ble de elektriske egenskapene til fisk forhindret av frykt, siden små dyr var i deres nærvær på grunn av elektriske utslipp, ble lesjoner beseiret.

Den første som undersøkte elektrisitet i en levende organisme var italiensk Luigi Galvani. På 90-tallet av XVIII-tallet, utførte han en rekke eksperimenter med en frosk og fant at kortsiktige strømmer forekommer i nevromuskulært vev under visse forhold. Elektrisitet, konkluderte med en forsker, er i en levende organisme.

Alessandro Volta handlet mot disse funnene, som skapte den første nåværende kilden kalt senere av et galvanisk element. Men moderne vitenskap bekrefter korrektheten av konklusjonene i Galvana. Faktisk, i den levende organismen, eksisterer elektrisitet.

... Havfisk fra slekten Astroskopus har en måte å produsere mat basert på bruk av elektrisk energi. Øynene og munnen på denne fisken ligger på baksiden. Hvis det er en liten liten mann i synsfeltet, er rovdyret produsert til "angrepet". På tidspunktet for yngelsens utseende på øynivået til de elektriske organene, kommer signalet, og den elektriske utslippet sendes mot steken. Stunned mann dråper rett rovdyr i munnen.

For tiden, mer enn hundre arter av fisk, i stand til å produsere elektrisitet med en ganske høy potensiell forskjell. Så, det elektriske sporet kan skape en spenning på opptil 70 V. Utløpet med en slik egenforskjell er muligheten til å beskytte skøyten mot fienders angrep. Elektrisk som, avhengig av irritasjonen, er i stand til å forårsake en spenning på 80-100 V og mer, og elektrisk ål - fra 300 til 500 V.

Fisk som er i stand til å skape sterke elektriske utslipp, finnes hovedsakelig i de tropiske havene. De produserer elektrisitet med sine spesielle elektriske organer.

Men dette betyr ikke at bare noen levende organismer er særegent for elektrisitet. De har bare elektriske egenskaper uttrykt i sterkere grad. Svakere strømmer oppstår systematisk i alle levende og til og med planteorganismer. I studiet av strømmer i organismer som kalles bioelektrisk, har slike forskere gjort et stort bidrag som Dubois Ramon, I. M. Sechenov og andre. Den fantastiske russiske fysiologen N. E. vvedensky i 1882 gjorde biotoksene arkivert sin stemme: Han klarte å høre muskelen og nerverne til mannen i telefonen. Noe senere, vår Compatriot V. Yu. En chavets basert på generaliseringen av alle data om biotoks mottatt før ham underbygd teorien om deres forekomst i en levende organisme. Denne teorien var da basert på moderne ideer om biotoks. Det var en spesiell gren av fysiologi engasjert i elektriske prosesser i organer og vev i kroppen.

Hvordan forklarer hun opprinnelsen til Biotoks nå? I prosessen med metabolisme mellom organismen og miljøet, forekommer hundrevis av biokjemiske reaksjoner mellom vev og organer, elektrisk ladede molekyler og atomer som kalles ioner, dannes. Positive ioner (kationer) er mindre i størrelse, mer bevegelige enn negative ioner (anioner). Som et resultat er kationene lettere gjennom de cellulære partisjonene enn anionene, vilkårene for deres separasjon opprettes, det vil si dannelsen mellom individuelle deler av muskulært, jern eller nervesvev av den potensielle forskjellen. I den ikke-arbeidende personens kropp når den 0,01 V, i arbeidet - når 0,03 V. Når vevskader, kan den potensielle forskjellen nå 0,06-0,07 V. Lederens rolle for strømmen som følge av tilstedeværelsen av potensiell forskjell, spilles av vev med høyere ledningsevne enn naboen.

Biotoks dannes i alle organer og vev. De oppstår og når de jobber med hjertet, forbruker da i hele kroppen. Avslappet hjerte har et positivt potensial, forkortet - negativt.

Spesielt viktig er festet til studiet av strømmer dannet under hjernens arbeid. Forskjellen mellom potensialene er målt av millioner av volt. Hjernestrømmene kan detekteres ved å pålegge spesielle elektroder på hodet og koble dem til en elektronforsterker (med en gevinst i titusenvis). Som et resultat, på Oscilloskopskjermen, kan du se arten av strømmer og deres endringer.

Forskere har etablert at hjernestrømmer har en viss rytme. Det er allerede flere slike rytmer - Alpha, Beta, Gamma og andre. Frekvensen av endringer i alfarytmen (8-12 oscillasjoner per sekund), er det høyere hos beta-rytme (20-30 oscillasjoner per sekund) og enda høyere på gamma rytme. Frekvenser, som betyr og rytmer avhenger av staten der det er en person. En viss forstyrrelse av hjernen er definert av de samme endringene i Biotokov. En slik avhengighet av strømmen av strømmen fra kroppens tilstand gjør det mulig for forskere å studere prosessene som forekommer i den menneskelige hjerne. Og ikke bare å lære, men noen ganger å bedømme om en person er sunn hvis syk, så, og så videre.

Og i 1962 ble hjernens biotoks brukt til å observere fra jorden for kroppen av kroppen av astronautene i Andria Nikolaev og Paul Popovich. For dette måtte forskere bruke biotelemetrisystemet, det vil si overføring på radiostataene på biotoks. Spesielt utstyr er opprettet, utviklet den mest effektive måten å kjøre Biotokov, forlengelsessystemet for elektroder.

Og den 11. august 1962, under forberedelsen av A. Nikolaev, et hodesett med små sølvelektroder i pannen og en nakke satt på flyet. På overflaten av elektrodene - et tynt lag av en spesiell pasta. Den komprimerer kontakten til elektrodene med huden.

Ledningene fra elektrodene oppsummeres til en miniatyrforsterker plassert sammen med strømkilder i en liten boks, og den er i lommen på skaderen.

Bare den historiske flyet begynte, og på jorden hadde Space Medicine-spesialister allerede i hendene på en persons opptak av menneskelige biotlocks i det interplanetære rommet. De samme postene ble utført fra siden av øst-4-romfartøyet, pilotert P. Popovich. Dekryptering av disse postene ga et rikt vitenskapelig materiale. Å skaffe først i historien om vitenskapsprogrammer av biotoks fra rommet er en enestående oppnåelse av sovjetisk rommedisin og vår elektronikk.

Studien av biotastene til Cosmonauts hjerne tillater å oppnå en ide om den fysiologiske tilstanden til sentralnervesystemet som helhet og gjør det mulig å dømme sine reaksjoner på ulike påvirkninger knyttet til flerspråklige kosmiske flyreiser. Introduksjon til et observasjonsprogram av astronauter for å registrere sine hjernebiotoks forfulgte målet om å undersøke den nervøse psykiske tilstanden til menneskekroppen under langvarig opphold i en vektløshet. Metoden for å studere hjernens biotyper i en viss grad lar deg også kontrollere søvn og våkenhet, tretthet og eksitering.

Kosmonautene ble studert i en avstand, ikke bare hjernens biotoks, men også den elektriske aktiviteten til hjertemuskelen, hudgalvaniske reaksjoner. Kontroll over den elektriske aktiviteten til hjertemuskelen gir en ide om tilstanden til kardiovaskulærsystemet. Det ble også brukt i tidligere flyreiser, noe som gjorde det mulig å sammenligne dataene som ble oppnådd.

Studien av de hudgalvaniske reaksjonene tjener også som en oppgave å studere tilstanden til sentralnervesystemet. Under de hudgalvaniske reaksjonene, er et komplekst kompleks av bioelektrisk aktivitet i huden, på grunn av hevelse av biotoks og dens elektriske (Ohmic) motstand, forstått. Som et resultat av eksitasjonen av høyere vegetative sentre, endres i hudens elektriske motstand. Det betyr at det kan dømmes på smerteirritasjoner, følelsesmessige stress, etc.

I observasjoner av astronauter fra jorden ble registreringen av øyebevegelser, basert på fangst av den potensielle forskjellen mellom de positivt ladede øyebollene og den negativt anvendte med de interne avdelingene (retina og skall). Samtidig, i noen tilfeller, var biotoks av øye muskler også i stand til å feire.

Alle disse endringene var ment å oppnå objektiv informasjon om brudd på det vestibulære apparatet av kosmonauter (apparat, "kunnskapen" av likevekten i menneskekroppen). Faktum er at med slike brudd er det ufrivillige rytmiske bevegelser av øyebollet, preget av et bestemt omfang og frekvens. I tillegg til observasjon av brudd på vestibulær apparatet, gir fremgangsmåten for registrering av øyebevegelser en viss ide om motoraktiviteten til kosmonautet.

Siden strømmen dannet i hjernen er variabler, forårsaker de et elektromagnetisk felt i det omkringliggende mediet, selvfølgelig mye svakere enn disse feltene som lager radiostasjonsantenner. Imidlertid kan det elektromagnetiske feltet i hjernen bli fanget. Nylig, for eksempel klarte vi å ta "hjerne" bølger på en avstand på flere meter. Samtidig er arten av bølgene, som antatt, avhenger av hva som for tiden er engasjert i en person. Og dette, tilsynelatende vil også gi stor nytte for vitenskapen, spesielt medisin.

Allerede i utlandet har en bred diskusjon utviklet seg rundt telepati - overføring av tanker på avstand. Det franske magasinet beskrev for eksempel at eksperimentet for den mentale forbindelsen mellom mennesker ville ha blitt beskrevet, hvorav den ene var på kysten, den andre - på fjerning av 2000 km fra kysten ombord på Nautilus Nuclear ubåt. I de utnevnte øktene var en mann på kysten å gjette kortene som en mann i å svømme på. Tilfeldigheten som ville ha nådd 70 prosent.

Hvor pålitelig denne meldingen er vanskelig å dømme. Men det faktum at bruken av det fysiske feltet i hjernforsøkene allerede tenker på alvor, utvilsomt.

Men tilbake til biofursene. Tross alt begynte vi å snakke om dem i forbindelse med muligheten for at søknaden deres for å forbedre kontrollverktøyene på avstand, og spesielt spaken manipulatorer. Det viser seg at dette er en veldig ekte ting.

La oss, leseren, mentalt bevege overgangen fra atomenergipaviljongen i all-union utstillingen av prestasjoner i nasjonaløkonomien i paviljongen i USSR-akademiet. Her er en biota manipulator. Det har mye til felles med spaken, men det er også en grunnleggende forskjell mellom Biotok. For å gjøre dette, er armbåndet satt på operatørens hånd, hvor elektrodene er nært i kontakt med huden på underarmsstedet. Det er på dette stedet at musklene, forårsaker bøyning og forlengelse av fingrene på mannens hender. Fra armbåndet strekker ledningen til den kunstige børsten - manipulatoren. Start operatøren som bøyer hånden, og den kunstige hånden vil begynne nøyaktig samme bevegelse. Dette oppnås på grunn av det faktum at biotokene som oppstår i muskelen, blir fanget av armbåndet, forbedrer og binder til kunstig hånd.

I fig. 4 (øverst) viser et blokkdiagram over bioelektrisk kontroll. Den inneholder en nåværende samler, forsterker, omformere, utøvende organ (manipulator). Omformeren er utformet for å avgjøre hvilken bevegelse som har til hensikt å utføre operatøren, og gi riktig puls til manipulatoren. I fig. 4 (under) viser ordningen av den hydroelektriske driven av den kunstige hånden til den biotekniske manipulatoren.

Fig. fire. Bioelektrisk manipulator og dens vannkraft

Hvordan oppstår bioelektrisk kontrollprosess? For bedre å forstå dette må vi huske hvordan informasjon utføres fra nerveceller til hjernen til personen og ordrene fra det med muskler. Hovedrollen i dette spilles av prosessene i nervøs spenning. Nervøse celler (reseptorer) når irritasjon påvirker dem, "svarer" av signaler. Og her er loven: alt eller ingenting. Det vil si så lenge irritasjonen ikke når noen terskel, forårsaker det ikke den nervøse cellens eksitasjon. Så snart den overskrider denne verdien, passerer impulser gjennom nervefiberen. Disse impulser sendes til hjernen, rapporterer informasjon: "Hot", "stille", "høyt", "hvitt", "rødt", etc.

Ordrene til musklene til handling overføres også i form av spesifikke impulser. Disse impulser på nervesystemet kommer for eksempel i musklene som styrer bevegelsene til børstehånden. Pulser følger etter hverandre med en viss frekvens, som er den høyere, jo sterkere Lado børsten. Frekvensen når tiere og hundrevis av pulser per sekund, og deres amplitude forblir uendret, da den bestemmes ikke av irritasjonskraften, men egenskapene til nerven.

Og så bestemte vi oss for å bruke biotoks som oppstår i muskelen for å kontrollere kunstig hånd. Her venter vi på slike vanskeligheter som en liten styrke av signalene, tilstedeværelsen av et stort antall Biotokov, hvorfra impulser du er interessert i. Dette er for dette og er gitt i den bioelektriske manipulatorsystemet, forsterkeren og konverteringsenheten, størkning av operatørens intelligens.

Dermed er den bioelektriske manipulatoren et kontrollsystem der "programmet" setter en levende organisme, og det fungerer ut den eksterne tekniske enheten. Kan det være et system med bioelektrisk styring av en annen type? Ja. Du kan spesifisere et program i form av elektriske pulser ved hjelp av en teknisk enhet, og den levende organismen vil utføre dette programmet. Et slikt system er for eksempel i apparatet for behandling av elektrisk kraft. De elektriske impulser som genereres av generatoren, påvirker hjernen, forårsaker bremsing av nerveceller, forekommer søvnens kropp i kroppen.

Et slikt spørsmål oppstår: om det er umulig å sikre at den bioelektriske manipulatoren ikke bare komprimerer og presset kunstig hånd, men gjengis også andre funksjoner til en persons hånd? Selvfølgelig er det mulig, men noen ganger er det teknisk tilrådelig å reprodusere bare visse håndbevegelser, ikke for å komplisere utformingen av manipulatoren.

Det skal bemerkes at kunstig hånd kan sikre innsats mange ganger mer enn en persons hånd. Dette forhindrer ikke det faktum at biotoks er svake. Tross alt fungerer de som et styresignal, og det kan "kommandoen" umåtelig kraftigere energikilder.

Bioelektrisk manipulator er bare det første trinnet i utviklingen av dette nye styringssystemet. Fremover er et bredt syn på å bruke biotoks av forskjellige muskler, særlig hjerte muskler, muskler som styrer pustebevegelsene, etc. som allerede er etablert i vårt land røntgenkontrollsystemet på bekostning av biotok av hjertemuskelen. Dette gjør det mulig å få et bilde av hjertet når som helst for reduksjonen.

Stråling av radiobølger med musklene i menneskekroppen er i gang. I amerikansk utskrift, for eksempel, tilstedeværelsen av stråling med en frekvens på 150 kHz og over. Denne strålingen skjer når muskelen er spent og fungerer. Videre avgir forskjellige muskler annerledes, mindre sterkere enn store. Musikkmuskler er spesielt sterkt stråling. Formen av all denne strålingen er skarpe topper.

Forskere til NATOs aggressive blokker prøver å bruke biotioner primært for å skape militære enheter.

Det franske magasinet "Xyansevi" i desember 1961 skrev om bruk av biotoks som en forsterker av muskuløs energi. Legene Ellis og Schnedmeyer har utviklet et system som gir en mulighet til å øke akselens elektrolynografiske potensial seks ganger. Oppfatter dette potensialet ved hjelp av metalldisker ved siden av huden ved punktet for den største tidevannet i den nervøse energien til huden, velger platene Biotions og gjør det mulig å bruke dem til å drive den lille motoren.

Den stædige er notert på muligheten for å bruke denne åpningen for militære formål. "Servosoldat" vil kunne bære tungt utstyr og flytte som kjører mye raskere enn vanlige mennesker. En slik soldat vil kunne flytte og fly på muskulær energi.

Nå vitenskapen studerer evnen til å bruke hjerne biotok management. Dette ville bety at hjernebiotoks selv ville beordre maskinens arbeid, tekniske enheter ville handle i henhold til ordrene om menneskelig tanke.

Studien av prosesser i naturen er i stand til å gi teknologi ikke bare bioelektriske kontroller på avstand, men også kilder til elektrisitet basert på bruk av nedbrytning og oksydasjon av organiske stoffer som fører til produksjon av elektrisitet. Det er for eksempel kjent at elektrisitet dannes i bunnlaget av havet, synes det å være en gigantisk brenselcelle. Driftsprinsippet for et slikt element gjengis i fig. fem.

Fig. fem.

Ordningen av den biokjemiske brenselcellen

Som det fremgår av figuren, består brenselcellen av to seksjoner separert av en semi-permeable partisjon. Inne i seksjoner - inerte katoder. Anodeseksjonen inneholder "drivstoff" - en blanding av sjøvann med organiske stoffer, samt en katalysator - bakterieceller. Sjøvann med oksygen er plassert i katodeseksjonen. Når elementet fungerer, som i det nedre lag av havet, oksyderes drivstoffet og energien frigjøres, som tilføres som en elektrisk strøm inn i den ytre kjeden.

Fordelene ved et slikt element er lavpris, fordi det bruker "gratis" produkter. Når det gjelder tidspunktet for arbeidet, kan det være uendelig stort hvis i katodeseksjonen for å introdusere levende alger med tilsetning av uorganiske salter som er nødvendige for deres kraft, og belyser elementet med sollys. Skriv ut rapporter interesser i slike elementer i US Navy.

I en annen "biokjemisk kilde for å akselerere forfall og oksidasjonsprosess, brukes en annen type bakterier, takket være hvilken reaksjonene akselereres med en million ganger.

Elementet har en spenning på 0,5-1 V. På grunn av det faktum at avløpsvannbakterier kan brukes, kan den teoretiske muligheten for å skape systemer med en lukket syklus i spesielle bakterier fra tarmsystemet til en lukket syklus for kosmiske skall. I USA utføres forskning i denne retningen.

Så studien av elektriske fenomener i naturen beriker elektroteknikk med et nytt arsenal av midler.

Birchs store interesse manifesteres i naturens levende organismer orientert i bevegelsen, bestemmer hindringer, unmistabell nok å finne riktig retning i svært lange reiser. En betydelig fordel ved navigasjonsenhetsdesignere brakt, for eksempel en detaljert studie av enkelte insektsorienteringsmyndigheter i fly.

... naturens oppmerksomhet har lenge vært tiltrukket av to vedlegg bak bak vingene i doble insekter, som har formen på en klut som er koblet til en tynn pute. Dette er en buzz, som i flight vibrerer kontinuerlig. Den ytre enden av hver av dem beveger seg langs buebanen. Trenden mot en slik bevegelse er bevart og når de endrer retningen for flyet. Dette skaper en fylling av et kjæledyr som Insect-hjernen definerer endringen i retningen og gir lagmuskulaturen, kontrollen av vingens bevegelse.

Prinsippet om denne enheten ble brukt av designere når du opprettet en ny type gyroskop. Det er kjent at gyroskopet - et uunnværlig følsomt element i alle styringssystemer som beveger objekter, inkludert skip, fly, raketter. Ifølge ønsket om buzz i sin design, vibrerende tynne plater. Det viste seg at et slikt gyroskop har mye mer følsomhet enn den vanlige. Men den største fordelen er lavere eksponering for påvirkning av høye akselerasjoner. Bli "Soul", for eksempel en slik enhet, som en peker av aggregater, fant han påført på moderne høyhastighetsfly.

Her er et annet eksempel på den vellykkede anvendelsen av BIONICS-data. Det er dets data at det var mulig å skape et "himmelkompass av polarisert lys", det vil si en anordning som er i stand til å lokalisere polariseringsplanet for å bestemme plasseringen av lyskilden. Gjorde et kompass i bildet og likheten i flyr eller bi. Det er kjent at uavhengige elementer i de sfæriske øynene til disse insekter (Ommatids) er delt inn i åtte deler som er plassert som en stjerne. Graden av overføring av polarisert lys er avhengig av hvilken retning den kommer. Ikke ved et uhell for øynene, for eksempel, vil bier forskjellige områder av himmelen ha en ulik lysstyrke. På denne bakgrunn bestemmer det sin plassering mot solen selv når den er skjult av skyer. På samme måte kan det himmelske kompasset av polarisert lys brukes i forsendelse for orienteringen av stillingen av skinnet, uavhengig av været.

Basert på virkningen av Ommatidia, ble det opprettet i utlandet og en annen enhet. Det er kjent at det er flere bilder av emnet. Det bidrar til å se på det bevegelige objektet, fordi det konsekvent går inn i synsfeltet til hvert Ivymidium. På denne egenskapen kan insektet bestemme emnet.

Insektens øyeanordning fungerte som en prototype av en ny enhet for øyeblikkelig måling av flyhastigheten. Enheten viste seg billig, liten. Han informerer observatøren om flyets hastighet eller annen kropp som krysser sitt synsfelt.

Ovennevnte eksempler viser mulighetene for BIONICS for å forbedre navigasjonsteknologien, men gir ingen grunn til å hevde at alle prosesser i naturen er begynnelsen og forblir bare for å samle frukt. Faktisk har BIONICS mange uløste problemer, særlig i studiet av metoder og enheter som tillater dyr å navigere i ulike forhold og spesielt under migrering.

Forskjellige representanter for dyret verden - kraner, flaggermus, akne - overvinne avstandene i mange tusen kilometer og alltid komme til stedet for deres reproduksjon. Selv en slik lavhastighets skapning, som en skilpadde, kan overvinne lange avstander, strengt motstå ønsket retning. Hvert tre år, havskildpadder, overvinne banen på fem med mer enn tusenvis av kilometer, samles på et bestemt sted for legging av egg.

Eksperter foreslo at migrasjon er forklart av søket etter varme kanter. Men det viste seg, et petrel, for eksempel, gjør veien fra Antarktis til Nordpolen. Så denne forklaringen er ikke nok.

Med en mer oppmerksomt studie av migrasjonsprosessen, la de merke til at flyet av fugler påvirker, så å si "astronomisk situasjon". Det var mulig å installere i planetariet, hvor stjernene ble reprodusert og observasjon av nattens flytur. Det faktum at noen fugler i fly er fokusert på stjernene, forklarer kanskje det faktum at om natten flyr de over skyene, i høyden på mange tusen meter.

Hvordan denne orienteringen utføres - for å si til det er umulig. Imidlertid er noen indirekte hint på arten av prosessene allerede der. Det har blitt etablert at radiobølger utgitt av sendere av locators og tilkoblede stasjoner forstyrrer "enheter" av fugleorientering i flyturen for å utføre sine funksjoner. Det betyr at fuglnavigasjonssystemet er basert på bruk av elektromagnetiske oscillasjoner.

Det er kjent hvor mye astronavigationssystemene i styring av missiler i fly og forsendelse nå ervervet. Som det ville være viktig for bionikens metoder for å forklare denne dyrs evne til å studere og teknisk reprodusere et så utrolig organ.

Connoisseurs av moderne radar teknikker kan ikke, men interesse et slikt faktum. To amerikanske forskere bestemte seg for å utforske spørsmålet om hvordan mennene av sommerfuglen "Small Night Peacock Eye" (Saturnia Pavonia) finner en kvinne i en avstand på 10 km. Det ble bestemt å konkludere med en kvinne under glasset. Males sommerfuglene fløy fortsatt til kvinnen. Ingenting ga plasseringen av kvinner for metallnettet. Bare en skjerm som ikke overfører infrarøde stråler, som det var, helt isolerte sommerfugler av forskjellige kjønn fra hverandre. Amerikanske forskere konkluderte sikkert på at mennene har, som det var "Locator of Infrared Rays". Kanskje videre forskning vil forfine denne første konklusjonen. Det er imidlertid ingen tvil om at slike små enheter for å oppdage objekter på avstander i titalls kilometer fortjener den mest nært oppmerksomhet.

Den amerikanske Navyens forskningsforskning utføres av det "biologiske navigasjonssystemet" av duer. Forskere søker å avsløre hemmeligheten til hvordan duer er fokusert på ukjent terreng og finne veien til hjemmet. For å observere disse fuglene i hele flyet, blir et helt nytt system brukt. Den er basert på mottak av signalene til en miniatyr radiosender, styrket på baksiden av duen.

Radiosenderen opererer i et målerbølgeområde (frekvens på 140 MHz). Det er montert utelukkende på halvledere og veier 66,8 g. Kilder til strøm er kvikksølvbatterier, og gir 20 timers kontinuerlig drift. Antenne - Graduering, Lengde på 101,6 cm. Slik at det ikke forveksles i halefjærene, er en betydelig del av det kledd i glassfiber.

Langs den estimerte ruten befinner duen som mottar stasjoner for registrering av bevegelsen av bevegelsen. Mottakere kan motta signaler fra "radio-" -duen fra hvilken som helst retning på avstander over 33 km. Økt due, på en strengt definert tid, og poenget med det påføres kortet. Under en tur i Puder i Philadelphia-distriktet ble observasjonen utført for 33 km.

I tillegg til flyturet ble det besluttet å overvåke endringene i det ytre miljøet og responsene til kroppen av dem. Interessert i forskere og blodtrykk og pigeing puste. Som et resultat håper de å avsløre mysteriet om biologisk navigering og på dette grunnlag for å skape små navigasjons- og deteksjonssystemer.

Studier er ikke begrenset til duer, det er planlagt å utforske "opplevelsen" av fugler som albatrosse. Det er også ment å organisere studiene av bevegelsene til brune delfiner, hvaler, haier, havskildpadder, det vil si slike dyr som er nær vannoverflaten nesten hele tiden, noe som letter å spore dem.

Det er kjent at når man forklarer prinsippet om radar, refererer vanligvis til flyktige mus, noe som lett skiller mellom hindringer i fly, som utstråler lydbølger og tar reflekterte signaler. Men det viste seg at ikke bare prinsippet om driften av plasseringsapparatet av mus er av interesse, men også enheten og egenskapene. Forskere har etablert nå at denne enheten har større nøyaktighet enn laget av Man-radio og hydrokatorer. Det viste seg at flaggermusene til en av artene lett oppdager en ledning med en diameter på mindre enn 0,3 mm, til tross for at det selvfølgelig gir et ekstremt svakt reflektert signal.

Det er også karakteristisk at nøyaktigheten av oppdagelsen av hindringen oppnås selv med støy, hvis intensitet er mange ganger høyere enn intensiteten til det mottatte signalet. Således, ifølge den engelske forskeren L. Kay, virker ekkolokasjonsapparatet av flyktige mus med hell selv med signalintensiteten til intensiteten av støybakgrunnen, tilsvarende 35 (i de logaritmiske enhetene i decibel).

Det viser seg også at forskjellige typer flyktige mus, ekkolokaliseringsenheter er anordnet annerledes, og ulike signaler brukes til orientering. Ordinære insektiverende mus gjør ultralyd med frekvensmodulasjon. Frekvensen hans varierer fra 90 til 40 kHz i løpet av flere millisekunder (fra 10 til 0,5 millisekunder).

I fig. 6 viser signalene som sendes ut av insektormusen som er registrert på filmen med forskjellige metoder. Signalene ble fanget av den kapasitive mikrofonen og ble matet til diskriminatoren, det vil si detektoren av frekvensmodulerte oscillasjoner. Utgangsspenningen til den rettede strømmen var direkte proporsjonal med frekvensen av inngangssignaler og var ikke avhengige av deres amplitude.

Fig. 6. Opptak på filmen av signaler som sendes ut av insektet

Hvordan handler "Locator" av den insektske musen? Det flyr med en åpen munn, som et resultat, de utstrålede signalene som overlapper vinkelen på 90 °. Ideen om retningen, ifølge spesialister, mottar musen på grunn av sammenligningen av signaler tatt av ørene, som heves under flyet som mottak av antenner. Bekreftelsen av denne oppfatningen er at det er verdt å håndtere ett øre av en volatil mus, da det helt mister orienteringen.

Litteraturen bemerker at ørevasken på flaggermuset er ordnet på omtrent samme måte som hos mennesker, men rekkevidden av mottatte frekvenser er bredere - fra 30 Hz til 100 kHz.

Prosessen med å oppdage objekter av insektivalen er fortsatt ikke fullt ut funnet og studeres. Når det gjelder gjenstander på fjerning til 1-1,2 m, antas det at musen kan skille signaler fra flere av dem. Som vist på fig. 7, tilsetning av utstrålede pulser modulert av frekvens, og reflekterte signaler gir signaler om forskjellfrekvensen AF, som vil være proporsjonal med avstanden til objektet. Varigheten av forskjellen frekvenssignaler er også en avstandsfunksjon.

Fig. 7. Tilsetningen av utstrålede pulser modulert av frekvens, og reflekterte signaler og mottak av signaler proporsjonal med avstanden til objektet

Det ble antatt at på avstander, store 1,2 m, ville nøyaktigheten av påvisning av gjenstander med musen måtte synke. Men oppførselen til musene bekrefter ikke dette, nøyaktigheten forblir uendret.

For å forklare dette fenomenet, blir følgende hypotesen fremført. Musen kan utstråle oscillasjoner som ikke oppdages av det eksisterende utstyret. Eller for å måle retningen til objektet, brukes frekvensmodulasjonsmetoden. Objekter til høyre og til venstre er opprettet i forskjellige ører forskjellige frekvenser av Beats. Forskjellen i frekvensene til beats er proporsjonal med hjørnet og er ikke avhengig av avstanden.

En annen type flyktig mus - brukes til orientering av rene toner av frekvensen på ca. 80 kHz i form av en konstant amplitudpulsperiode i gjennomsnitt ca. 60 millisekunder. Ved hjelp av et høyhastighetsopptaksapparat på et magnetbånd var det mulig å oppnå egenskaper av signaler som sendes ut av mus-diafors. Som det fremgår av fig. 8, på slutten av pulsen, er det merkbart endret frekvensen. Det reduseres i henhold til en lineær lov med en hastighet på 10-20 kHz / s for 2 millisekunder. Denne frekvensendringen ligner signalene til vanlige insektivtmus.

Fig. 8. Skriver på magnetbåndet av signaler som sendes ut av mus

Eksternt, atferd i fly av musene i disse to artene er forskjellige. Vanlige - rette faste ører, nær hesteskoene - kontinuerlige bevegelser hodet og vibrerende ører. Det er karakteristisk at konklusjonen av ett øre ikke hindrer middelalderen å navigere. Men skade på musklene, som styrer bevegelsen av ørene, frarøver sin evne til å fly.

Det antas at musen med hjelp av ørene bevegelsen, modulerer musen de mottatte reflekterte signalene og sammenligner dem med emittert. Batter er dannet, synkron med bevegelsen av ørene selv i ro og i tilfelle av faste gjenstander. På samme tid bestemmer kanskje musen avstanden til objekter ved hjelp av Doppler-effekten. Denne effekten består i å endre frekvensen, for eksempel lyd, avhengig av bevegelsen (konvergens eller fjerning) av kilden i forhold til observatøren.

Samtidig er det foreslått at i prosessene til "locators" av musene i begge arter er det store likheter. Ved denne konklusjonen skyver tilstedeværelsen av en seksjon med en variabel frekvens ved enden av pulsen som sendes ut av musemafom.

Vi er ikke for å gi detaljer om enheten og handlingsprosessen av "locators" av disse levende vesener for å bli et av synspunktet og sette alle poengene over "og". Eksempelvis snakker igjen om bruken av studiet av ekklokaliseringsinnretningene i den levende verden. Dette er viktig for ikke bare å utvikle nye radarprinsipper, og forbedre radarens strukturer, men også sikre deres arbeid i forhold til forstyrrelser.

I Massachusetts Institute of Technology (USA) blir "tolkningen av data" -metoder som brukes av flyktige mus, undersøkt. Profesjonelle er interessert i hvordan disse dyrene dekket med pels skiller seg ut blant squeaksen og skarpe rop av andre flyktige mus som reflekterte signaler. For forskning ble det spesielle komplekse utstyr laget - ultralydfrekvensmåler, mikrofoner, etc. Det antas at en slik studie kan være nyttig i utviklingen av beskyttelse av radarsystemer fra forstyrrelser.

Fig. ni.

Skjematisk fremstilling av prosessen med å studere Dolphin HydrolyCation-apparatet

For hydrolycation er det svært verdifullt for studiene av hydrolyseringsapparatet av brune delfiner (figur 9). Forskere fant at delfinene avgir lydene av to fødsel. For kommunikasjon, delfiner publiserer

Serie av å klikke på lyder i frekvensområdet fra 10 til 400 Hz. Lydene som sendes ut av delfiner for å oppdage ulike gjenstander i sjøvannet i området fra 750 til 300 000 Hz og er publisert av ulike deler av delfinens kropp.

Det har blitt etablert at delfiner reagerer på å lyde opp til 80.000 Hz. Det er også bemerket at Dolphin Hydrolytrical Apparatet overstiger de eksisterende hydrolysatorene, ikke bare med nøyaktighet, men også ved rekkevidde. Og her, som i mange andre tilfeller, må vi fortsatt "fange opp" i naturen.

Allerede har de første studiene vist at hydrolycate-apparatet tillater delfinen ikke bare å detektere fisk som tjener den til å være mat, men også for å skille sin rase i en avstand på 3 km. Samtidig er graden av riktig deteksjon 98-100 prosent. Under eksperimenter forsøkte Dolphin aldri å fange fisk skilt fra den med en glassbarriere, og i 98 tilfeller fra 100 seilte gjennom det åpne hullet i rutenettet, og ikke gjennom hullet, lukket med en gjennomsiktig plate.

I tillegg til delfiner har hydrokariseringsapparatet marsvin. Ved hjelp av dette apparatet finner de seg byttedyr. Selv i gjørmete vann oppdager marsvin et stykke mat med en størrelse på 2,5 mm på en avstand på 15 m. Marsvinhydrolretoren opererer med en frekvens på 196 kHz.

I en av USAs universiteter, er evnen til en hai for ofre nøye undersøkt. Den er basert på oppfatningen av lyder og vibrasjoner. Shark Homing-mekanismen skal tilpasses for å skape administrerte våpen.

Forskere antar at tropisk fisk er i stand til å produsere elektromagnetiske bølger, avgir dem og bruke til å oppdage eventuelle gjenstander. En slik fisk, spesielt, er Mormirus-Nile Lane, eller vannlag. Han har en merkelig "generator" av lavfrekvente elektromagnetiske oscillasjoner som ligger i halen. Tømt av langsidig elektromagnetisk energi, spredt i rommet, reflekteres fra hindringer. Reflekterte signaler blir fanget av spesielle fiskekropper som ligger ved foten av spinalfinen. Denne fisken oppdager tilstedeværelsen av et nettverk, "ser" knusingen ned i vannet, "føles" magneten tilnærming. Studien av denne "lokaliseringen" kan åpne forskere til nye fakta knyttet til fangst og bruk av elektromagnetiske utslipp, karakteristisk for en grad eller en annen til alle dyr, og berike vitenskapen og teknikken med nye prinsipper for å designe utstyr, spesielt for plassering i vann.

I introduksjonen til boken snakket vi om boligen til levende organismer for å opprettholde en viss tilstand med en betydelig endring i eksterne forhold. Det handlet om å regulere kroppstemperaturen, blodtrykket, etc. Egenskapen for å opprettholde visse egenskaper ved endring av eksterne forhold kalles

Homeostasis

, og reguleringssystemene i kroppen -

homeostatisk

.

Homeostatiske systemer med et stort utvalg av eksterne forstyrrelser er i stand til å opprettholde den konstante verdien av den justerbare verdien. Når du tilpasser seg endrede forhold, oppstår lokale endringer, som ikke bryter med integriteten til hele systemet. I det overveldende flertallet i kroppen er det et ekte ensemble av sammenhengende systemer: så mange verdier som de samtidig støttes i visse grenser.

Fra homeostatiske systemer i en levende organisme tar vitenskapen nå et skritt mot selvpassende styringssystemer i teknikken. Før du vurderer dem i detalj, kom igjen tilbake til enklere automatiske kontrollsystemer.

Ekstremt distribuert i teknikken til et system med automatisk tilbakemelding. Siden det allerede var nevnt ovenfor, blir det ved utgangen av det automatiske kontrollobjektet subtraheres fra den angitte produksjonsverdien til den angitte verdien. Ved størrelsen på avviket genererer regulatoren et styresignal som reduserer avviket til null.

For å kontrollere mer komplekse og mindre studerte objekter, var det nødvendig med systemer som ikke bare kunne eliminere den kjente avviket av den justerbare verdien fra den angitte, men også løse mer komplekse oppgaver, søker automatisk etter slike endringer i selve systemet for å oppnå ønsket resultat.

Selvjusterende i prinsippet betyr at systemets evne til å løse problemet med forordning ved ulike forstyrrende effekter, ofte ikke tilhørende konstruktør. Det oppnås ved hjelp av enheter som kontinuerlig kan overvåke egenskapene til systemet og så påvirke parametrene for å bringe egenskapene til det optimale (høyeste, beste).

Vurder for begynnelsen, den mest enkle av selvjusterende systemer - ekstreme systemsystemer. De må finne og opprettholde en slik verdi av den justerbare verdien, der den minste eller største av de mulige verdiene oppnås (det kalles en ekstrem) spesifikk karakteristisk for modusen. En ekstrem verdi kan tilskrives minimum energiforbruk, drivstoff, maksimal effektivitet og så videre.

For å bedre forestille seg prinsippet om drift av det selvjusterende systemet, gråt for et eksempel på å regulere tilførselen av drivstoff i flyselskapene. Administreringssystemet er satt: for å gi det mest økonomiske flyet. Som du vet, kan dette oppnås i hver høyde ved å etablere optimal modus: en bestemt hastighet, antall motorhastighet, en spesifikk utgifter. Med en endring i høyden endres disse egenskapene. Et selvjusterende system som bruker data fra kontrollenheter, bør automatisk bestemme de optimale verdiene for de justerbare parametrene som vil gi det mest økonomiske flyet.

Mer kompleks oppgave å opprettholde den høyeste modusen i tilfeller der noen eller til og med alle installasjonsbetingelser ikke overvåkes og på forhånd er ukjente, ikke bare i graden, men også retningen av påvirkning av disse forholdene på regimets effektivitet. I dette tilfellet brukes automatiske søkesystemer.

Ved å søke, analyserer kontrollenheten til selvjusteringsanlegget prøvesultatene, forsøker å endre systemstrukturen og dens individuelle parametere. For å gjøre dette blir databehandlingsanordninger introdusert i systemene som kan "huske" data utføre logiske operasjoner. Det viser seg at systemet er i stand til å godta "logiske" løsninger, tilpasse seg det endrede eksterne miljøet.

Det automatiske søkesystemet har sine egne forgjengere i naturen. I denne forbindelse er det mulig å indikere prosessen med utvikling av skjemaet, den såkalte naturvalgsmekanismen. Som en "prøver", er ulike former for levende organismer som genereres i naturen, hvorav de overlever de mest tilpassede. Ved arv overføres avkomene av disse funksjonene som gir større vitalitet. Variating milliarder organismer, naturen dannet høyt utviklet arter av levende vesener.

Et dialogisk søk ​​utføres i en automatisk enhet, som prøver ulike alternativer, endrer egenskapene og til og med strukturen på kontrollenheten slik at systemet du vil forbedre, har kjøpt de høyeste egenskapene.

Hva er prinsippene for å finne ekstreme verdier i selvjusterende systemer? De kan søkes ved hjelp av ulike bevegelser av reguleringsorganet. Det for eksempel er metoden for bruk av små forskyvninger (oscillasjoner) av regulatorisk legeme i en og den andre siden av dens gjennomsnittlige posisjon. Bruke spesielle enheter, det er mulig å analysere resultatene og bestemme bevegelsesretningen til reguleringsorganet.

I fig. 10 viser avhengigheten av parameterenes parameter ψ (for eksempel effektiviteten av effektiviteten) fra bevegelsen av reguleringsorganet X. Plasseringen av reguleringsorganets posisjon endrer seg under påvirkning av forstyrrelser av sinusformet form med frekvensen ω. La når reguleringsorganet først flyttes til punktet 1 time. Samtidig, en sinusformet oscillasjon med en frekvens ω, vist på punkt 1. Hvis i den andre bevegelsen vil justeringslegemet falle i punkt 2, så vil utgangen vises signalet til en liten amplitude og to ganger frekvens. Til slutt, når frekvensen ω vises når du går inn i frekvensen ω, men i antifasen med oscillasjon ved punkt 1. Diskriminatoren kan fremheve maksimumet som har gitt i tabellen. 1 program, eller "logikk", arbeid. Det er vanligvis referert til som algoritmen til kontrollenheten.

Fig. ti. Automatisk søk ​​ved hjelp av sinusformet oscillasjoner med en frekvens Ω. Virkningen av slike oscillasjoner vil vise seg til utgangsoscillasjonene til indikatoren ψ vist på punkt 1, 2, 3

For å implementere slik "logikk" av ordningen i ordningen, må du ha en fasesensitiv likeretter (diskriminator), hvis kommandoer ville sette en elektrisk motor, og i sin tur ville åpne ventilene, flyttet spjeldet eller andre regulerende enheter.

Fig. elleve. Ordningen av kontrollenheten basert på prinsippet om memorisering av den største indikatoren ψ

En annen måte å søke etter de høyeste egenskapene er å bruke lagringsegenskapene. Ovenstående ble ansett som prosesser for akkumulering og vedlikehold av informasjon som oppstår ved analogi ved hjelp av hjernens informasjon, dets minne. I dette tilfellet kan et diagram vist i figuren brukes. 11. Elektrisk spenning (indikator ψ) leveres til elektroder-katodekatoden. La størrelsen på ψ endres som vist på fig. 10, fra punkt 1 til poeng 2 og 3. Når ψ når maksimalverdien, er lagringskondensatoren med kostnader, "husk" en verdi. Når spenningen begynner å senke, er dioden låst. Summingforsterkeren som sammenligner spenningen i katodekjeden i lampen og omformeren gir relékommandoen. Det fungerer og forårsaker motoren og bak den og regulatoren for å bevege seg i motsatt retning. Igjen vil maksimumet bli bestått, og så snart verdien av ψ begynner å falle, vil reléet tvinge regulatoren tilbake. Således vil svingninger rundt størst verdi forekomme i systemet, og den gjennomsnittlige posisjonen til regulatorisk myndighet vil svare til denne verdien.

Fig. 12. Grafen av avhengigheten av systemindikatoren ψ på bevegelsen av reguleringsorganet x under cyklisk søk ​​i et trinnvis system

Med memorisering er et syklisk søk ​​i Stepping-type systemer tilkoblet. I dette tilfellet er det nødvendig å huske den opprinnelige verdien av utgangssignalet ψ, endringer i posisjonen til regulatoren ΔH, den nye verdien av utgangsverdien ψ + Δψ. På grafen fig. 12 viser avhengigheten av indikatoren på systemet ψ på bevegelsen av regulatoren X. La den opprinnelige posisjonen til reguleringsorganet på punktet O. A-prøvetrinnet Δх er laget. Når du flytter til punkt 1, øker systemindikatoren, blir + Δψ. Ved startposisjonen på punkt 2, reduseres verdien av f under prøve trinnet på punkt 3. Ved tegnet Δψ kan du bestemme bevegelsesretningen til reguleringsorganet. Metoden for et slikt søk kalles cyklisk fordi trinnet Δх er gitt av den spesielle bryteren syklisk med like store intervaller, og retningen til dette trinnet og verdien er uendret. Algoritmen ("logikk") av driften av kontrollenheten kan representeres som tabell. 2.

For å implementere ovennevnte "logikk", kan et diagram som inneholder et objekt av regulering, en klokke generator og en kontrollanordning påføres. I sin tur har kontrollanordningen en lagringsenhet, en bevegelseskontroll kropp, og en enhet for å bestemme hvor de skal bevege denne kroppen for å søke etter den høyeste verdien (Fig. 13).

Fig. tretten. Skjematisk diagram av stepping type kontrollenhet

Ordningen begynner å fungere når kontaktruteringsgeneratoren er slått på

1

og K.

2

. Et teststrinn Δх er gjort, endringen i utgangsverdien (ψ + Δψ) blir husket. Deretter er nøklene stengt for

3

og K.

4

. På produksjonen vil størrelsen på avviket av utgangsverdien fra den angitte den angitte. Denne avviket mates til motoren, som beveger klaffen eller ventilen for å nærme seg den høyeste posisjonen. Når en slik stilling er bestått, tilføres en negativ spenning til motoren, og den begynner å rotere i motsatt retning. Som det fremgår av skjemaet, er en slik automatisk enhet ikke noe mer enn en spesialisert databehandlingsenhet.

Hvis du legger til en spesialisert databehandlingsenhet A og en ekstra databehandlingsenhet til den vanlige automatiske styrekretsen, kan du for eksempel bestemme oppgaven med å velge en slik modus der kontrollobjektet og regulatorene vil forbruke minimum drivstoff og elektrisitet. Slike selvjusterbare systemer (Fig. 14) kan være svært verdifull, ikke bare for å opprettholde bevegelse, for eksempel raketter, i henhold til ønsket bane, men også til overgang til andre baner, om nødvendig, fra synspunktet for økonomisk utgifter til drivstoff og energiressurser.

Fig. 14. Ordningen for selvjusterende systemet for automatisk søk ​​etter den høyeste driftsmodusen

En ytterligere databehandlingsanordning i oppsummerer dataene på antall drivstoff som forbrukes eller energi og bestemmer gjennomsnittsverdien i en viss tidsperiode. Denne verdien leveres til enheten A, kalt Optimizer, som automatisk søker etter den høyeste (optimale) modusen der det minste energien ville bli brukt.

Ekstreme automatiske styringssystemer kan brukes mye i militær og marine teknologi. Disse systemene kan for eksempel hjelpe til med å minimere feilen eller feilen til systemet for å styre missiler, målsetting, løse problemet med å møte et prosjektil for å sikre den raskeste som fører til effekten av moderne rakett-atomvåpen. Slike systemer kan opprettholde den maksimale effektiviteten til energiinstallasjonene av skip og kraftverk av fly, for å gi modus for å oppnå et maksimalt utvalg av fly, svømming, etc.

Et eksempel på et selvjustert system er et automatisk system for å identifisere og velge pulssignaler mot støybakgrunn (Fig. 15). Den har et selvfremmende filter, med hvilket system som er konfigurert på formen av det innkommende signalet.

Fig. 15. Flow Diagram of Device Automatic Signals

Filterkretsen inneholder en lagringsanordning, en kortsiktig akkumuleringsskjema og en komparativ anordning. Akkumuleringen av data på formen av en inngangssignalkurve når den mottar oppstår i lagringsenheten. Den spesielle enheten sammenligner data fra filteroppføringen og utgangen fra kortsiktig akkumuleringsordning. Når en serie signaler med samme form vises på inngangen, er den festet i lagringsenheten. Deretter, fra alle tilfeldige signalfilter, vil pulser med en kurveform frigjøres og hoppes over og hoppet over, som "husker" filter.

Sammenligningsenheten registrerer repeterbarheten til pulsformen for nøyaktig å reprodusere dette skjemaet i lagringsenheten.

Med forsvinningen av favorittsignalet kommer systemet til å balansere til det nye signalet vises, hvis det er gjentatt. Det er en restaurering av signaler som er akkumulert i lagringsenheten.

Hvordan er sammenligningen av form av signalet og den som "husker" filteret? Denne sammenligningen utføres på flere forskjellige punkter plassert på pulsenes konvolutt. Antallet av slike punkter kalles "antall målinger" i systemet.

I fig. 16 viser et blokkdiagram over et eksperimentelt system med ti dimensjoner foreslått av et av utenlandske firmaer. Forsinkelseslinjen, som spiller rollen som et kortsiktig akkumuleringssystem, har ti kraner. Lagringsenheten inneholder ti kondensatorer tegnet av motstand. I korrelatoren er det henholdsvis ti multiplikatorer.

Fig. 16. Blokkdiagram over eksperimentell system med ti dimensjoner

Spenningen fra forsinkelseslinjen og cellen i memorisering er inngått i en multiplikator, som gir produktet til utgangen av disse to spenningen. Signaler fra alle multiplikatorer fold og det totale signalet blir matet til detektoren. Det avslører også hvordan identisk med former for signaler. Dette oppnås ved å sammenligne det totale signalet med det som "husker" filteret, det såkalte referansesignalet. Hvis den første er lik den andre eller mer av det, låser detektoren den aritmetiske blokk av deteksjonssystemet.

Med hjelp av ti ekstra kondensatorer blir "kopi" -signalet forbedret. Dette betyr at ordningen i begynnelsen av sammenligningsprosessen produserer et mer nøyaktig fast signal i en sammenlignende enhet. Hvis signalet ikke kom helt inn i signalet, men det er bare en komponent i den, begynner systemet fortsatt å "tilpasse" til den. Det er et tegn på avgrunnen, da referansesignalet faller til null. Når det nye signalet vises, er systemet klar for handling. Det betyr at det er i stand til å "dechifrere" kodede signaler med periodisk skiftende koder. For signaler med en mer komplisert form, trenger du et større antall målinger.

De selvjusterbare systemene er mye brukt i utlandet når man utvikler autopilot for fly og raketter, samt i utformingen av automatiske styringssystemer for raketo-fly og romfartøy.

Det er kjent at flyet viser seg å bli betydelig endret avhengig av vektendring og konfigurasjon, hastighet, atmosfærisk tetthet, målmanøvre og type bane. Dermed må det selvjusterende systemet som brukes til autopiloten, basert på flyforholdene, endrer sine parametere, slik at, til tross for disse endringene, behold den nødvendige arbeidet.

Ta for eksempel en slik indikator på omgivelsene som temperaturen. Flyet må måle temperaturen på disse delene av romfartøyet, som er mest utsatt for oppvarming, for eksempel ved inngangen til de tette lagene i atmosfæren. I henhold til resultatene av disse målingene, bør systemet justere banen slik at skipet ikke treffer området der det venter på overdreven oppvarming.

For bedre å forstå prinsippet om selvjusterende regulering med plan, kan du referere til pilotens virkning i flyturen. Å ha en kontrollknapp, han litt perturbs flyet av flyet, som gjør det mulig å føle egenskapene til maskinen og nå den optimale (beste) kontrollen, til tross for å endre egenskapene til flyet når høyden er satt eller endret flyhastigheten .

Tenk på en av prøvene av selvjusterende autopilot, anvendt, spesielt på den amerikanske fighteren (Fig. 17). Hoveddelen av autopiloten er en multivibrator - en elektrisk oscillasjonsgenerator, som er forskjellig fra sinusformet. Den utfører funksjonene til et høyhastighetsrelé. Hvis flyet sparer den angitte posisjonen, produserer multivibratoren, bytter til en av to stabile tilstandene, korte elektriske pulser motsatt polaritet og lik i kraft. Frekvensen av dem varierer fra 4 til 6 Hz. Disse pulser er oppsummert til styringsmaskinen, og det utfører naturligvis svingninger nær den nøytrale posisjonen. Gjennomsnittlig posisjon av rattet forblir konstant, selv om det selv og beveger seg 0,1 ° i frekvensen av pulser. Flyet har også etablert oscillasjoner, helt usynlig for piloten.

Fig. 17. Ordning av selvjusterende autopilot

Med en endring i flyets posisjon vil signalet til det tilsvarende gyroskopet tvinge multivibratoren til å nøle i en stabil posisjon lenger enn i den andre. Så vil impulser av en polaritet virke på styremaskinen i en lengre periode enn pulser av motsatt polaritet. Et ratt vil roteres tilsvarende, og flyet går tilbake til den angitte posisjonen.

Og hvorfor er den ideelle modellen? Mismatch-signalet kommer inn i multivibratoren, ikke bare fra gyroskopet, men også fra denne modellen. Det representerer noe som et filter og imiterer oppførselen til det perfekte flyet som svar på visse indignasjoner. Så, ordningen med denne modellen "Watch", som det virkelige flyet går tilbake til den opprinnelige posisjonen. Hvis han oppfører seg som et ideelt fly, vil det ikke være noe signal fra modellen. Hvis det foreligger en forskjell, for eksempel mellom de vinkelhastighetene i det virkelige flyet og den ideelle modellen, vil multivibratoren motta det tilsvarende signalet og vil tvinge stasjonen til å endre rattets gjennomsnittlige posisjon.

Og hva gjør en automatisk amplitude-modulator? Det styrer kontinuerlig effektiviteten av planstyringen og kompenserer automatisk for effekten av høyde og flyhastighet for effektiviteten. Det er kjent at for

Ulike fly Effektiviteten til rattet reduseres på forskjellige måter med en økning i hastighet, høyde og reduksjon i lufttetthet. For eksempel endrer denne automatiske modulatoren slik at verdien av avvisningen av rattet (amplitude) slik at effekten av høyden ikke påvirker effektiviteten deres. Samtidig klargjør det sin oppgave, ikke engang "å vite" på forhånd de spesifikke egenskapene til dette flyet.

Den selvjusterende autopiloten, ifølge utenlandske spesialister, har mange fordeler over vanlig. Det er ikke bare at på grunn av sin søknad er det mulig å øke utviklingen av automatisk kontroll for nye typer fly og raketter og kraftig redusere flytprøver som kreves for å matche egenskapene til det konvensjonelle styresystemet og det nye flyet eller prosjektil. Men saken er at den selvjusterende autopiloten er enklere og pålitelig. Dens dimensjoner og vekt på 50 prosent er mindre, og påliteligheten er dobbelt så høy som den vanlige.

Når du utvikler ulike typer og våpen systemer i utlandet, opprettes også deres fysiske høyhastighetsmodeller. I en slik modell "skriv inn" funksjonsfeil som er karakteristiske for ekte objekter. Spesielt system produserer en løsning for å løse, det vil si det beveger seg gjennom med en stor hastighet mulige måter å eliminere skadelige påvirkninger, feil for å oppnå ønsket modus. Det tar den mest akseptable løsningen og gir den å bruke i et reelt objekt.

Den nye retningen i bruken av selvjusterende systemer er etableringen av automatiske kontroller i luftfart og rakettteknologi. De er ment å automatisere prosessene for å sjekke alle typer komplekse flyutstyr og rakett, inkludert radar- og navigasjonsutstyr, hydraulikk og pneumatiske enheter, veiledningsmiddel. Designere av elektroniske kalibreringsenheter, som i å skape andre automatiske, begynte med analysen av menneskelige handlinger som utfører kontroll over flyet eller prosjektilet.

Hva sjekker teknikeren? Han, husker kravene i bruksanvisningen, overfører de sekvensielle bytter til arbeidsstilling, fjerner instrumentlesingene og kontrolleres med dem som angitt. Ved datautslipp, løser det en feil og må bestemme hva som skal gjøres for å lede teknikken i god stand. Det kontrollerer alle elementene og etablerer hvilken motstand, kondensator eller lampe er skyldige av den unormale driften av den elektriske kretsen.

Utførelsen av de samme funksjonene kan tilordnes maskinen. I utlandet, opprettet, for eksempel en automatisk enhet, som, som styres av programmet som er tatt opp på båndet, bytter til testutstyret og instrumentlesingene med de nødvendige instruksjonene. Deretter utstedes et løsningssignal, som indikerer om parameteren har en test under tillatte grenser. Hvis maskinvaren inneholder, trenger du lang tid å varme opp, maskinen vil slå på den og gå tilbake til den når den går inn i driftsmodus.

For å søke etter et feil element, følger maskinen "logikken". Det produserer en kombinasjon av flere målinger. For å gjøre dette, gir maskinen et "minne" -element. Han "husker" en eller en rekke mellomliggende løsninger sammenligner dem for å finne årsaken til feilen.

Det opprettede verifikasjonssystemet er ikke konstruert for å oppdage en separat feilaktig motstand eller lampe. Dette systemet oppdager en funksjonsfeil til en liten blokk som er lett å erstatte i en konvensjonell flyplass. Så snart feilfunksjonen oppdages, velger maskinen en av sine 500 mikrofilmer og designer det på skjermen, der reparasjonsreparasjonsutstyret er gitt. Samtidig velger maskinen et spesielt kort og gir det til operatøren. Filmen og kortet angir elementet mislyktes, tiden som kreves for å eliminere feil, instrumenter og verktøy som må brukes, som og hvordan du gjør det, etc. Dermed kan den automatiske høyhastighetsanordningen ikke bare finne en feil, Men også gi spesialister informasjon som ellers måtte se etter i ulike instruksjoner, beskrivelser og ordninger.

For tiden, ifølge utenlandske press, er elektroniske kontroller utviklet for både spesifikke utstyrsprøver og universal. Det er for eksempel en maskin for å oppdage feil i et svært komplekst bomber-navigasjonssystem. Installasjoner er opprettet for å verifisere riktig drift av veiledningssystemene til administrerte skall.

Om ytelsen til et universelt system kan dømmes av driften av en maskin, designet for å teste 1200 annen strømforsyning på fly. Kontrollen av hver slik skjema den opererer på mindre enn ett minutt.

En annen automatisk kontroll ble opprettet for testing av radio elektronisk utstyr av bombarderen av de amerikanske marine styrkene. Ved å informere denne installasjonen indikerer Avayishn PEC-magasinet at det tillater fire timer å kontrollere hele komplekset av bombarderen, inkludert navigasjonsenheter for bombing, kommunikasjon og radar, identifikasjon og flygekontrollsystemer, radar høydemåler, beregning av enheter og strøm forsyninger. Det er indisert at ved hjelp av vanlige midler kreves en slik inspeksjon med et stort antall på minst 35 timer.

Installasjonen består av tre blokker plassert på vogner. Hovedenheten inneholder en programmeringsenhet, et system for selvtesting av installasjonen som stopper driften når en intern feil oppstår, måleanordninger av forskjellige egenskaper, indikator og opptaksenheter. I de to andre blokkene inneholder den generatorer som imiterer signaler som forekommer i kjedene i det radio elektroniske utstyret til flyet i flyturen.

Universelle systemer er utviklet for å automatisk sjekke beredskapen til håndterbare skall for å starte. Blokkdiagrammet til et slikt system er vist på fig. 18.

Fig. 18. Blokkere diagram over det generaliserte automatiske kontrollsystemet

Hvordan fungerer dette systemet? Kontrollen skjer i henhold til et forhåndsbestemt program, ifølge hvilken fra programregistreringssignalene går inn i omformeren. Derfra i form av impulser summerer de opp til testobjektet. Signaler fra eksitasjonsgeneratorer inkluderer sjekket kjeder. Svarsignaler faller inn i omvendt signalomformer og testen avsluttes automatisk. Feilsøking begynner.

I en av prøvene av verifikasjonsutstyr er testprogrammet registrert på et magnetbånd. Angi signaler utføres av en høyhastighetsanordning som oppfatter med et magnetisk tape på 400 signaler per sekund. En lagringsenhet er laget i form av en magnetisk trommel og har en kapasitet på 500.000 opplysninger. Indikatoren for påliteligheten av testresultatet påføres, som i form av et tosifret tall (fra 0 til 98) viser hvor lenge avviket av måling fra den tillatte verdien er tillatt. Kontrolldataene vises visuelt på perforert bånd eller i form av tabeller. Bruken av et automatisk system lar deg sjekke i ett minutt, som vanligvis var nødvendig i flere timer.

Høyhastighets automatiske kontrollenheter sjekker den økende mengden av variert luftfart og rakettteknologi. Det er for eksempel opprettet utstyret i forhold til ulike typer luftfartsromkommunikasjons- og radionavigeringsutstyr, brannstyringssystemer og motorer, identifikasjonssystemer, støybeskyttende enheter og andre.

Fig. 19. Automatisk luftfartstestasjon plassert i tilhenger

I fig. 19 viser en automatisk testenhet plassert i tilhengeren. En av de vanskeligste problemene anses å utvikle systemer som er i stand til å sammenligne signaler som endres over tid, og ta hensyn til de tillatte avvikene, også avhengig av tid. Det er ikke mindre vanskelig å lage enheter som tillater uten at folks deltakelse skal sjekke de hydrauliske og pneumatiske flysystemene, og i tillegg sjekker motoren i ro.

Utvikling av utenlands automatiske kontrollsystemer i luftfart og rakettteknologi indikerer at automatisering basert på bruk av prestasjonene av radioelektronikk og andre områder av vitenskap og teknologi dekker ikke bare feltet for bekjempelse av midler til væpnet kamp, ​​men også deres forberedelse til slag.

Dette betyr imidlertid ikke å eliminere folk fra å delta i tjeneste og bruk av militært utstyr og våpen. Antallet personer som er involvert i vedlikehold av utstyr, er definitivt fallende. Men en person viser seg fortsatt å være nødvendig som skaperen av biler og en kommandør som har enorm kunnskap og erfaring som er i stand til å bruke maskinens evner. Fra forberedelsen og kvaliteten til en person vil til slutt avhenge av suksess i kamp.

Beskrivelsen av driftsprinsippet og enheten av elektroniske databehandlingsmaskiner er for tiden viet til et stort antall bøker og brosjyrer. Vi vil ikke gjenta innholdet deres, vi vil bare minne om at den generelle ordningen i den elektroniske databehandlingsmaskinen inneholder slike uunnværlige komponenter som enheter for opplæring og stansing av tegnsetting som driftsprogrammet, en innledende enhet, operativ og langsiktig "Minne", kan en aritmetisk enhet påføres, enhet og kontrollpanel, utgang og utskriftsanordning (Fig. 20).

Fig. tjue. Hoveddeler av elektronisk databehandlingsmaskin

Den viktigste bæreren av signalet i e-maskinen, som kjent, elektrisk strøm. Den tjener her i form av impulser som har en svært liten varighet (om en milliard dollar i et sekund). Siden elektroniske lamper eller halvledere brukes i maskindiagrammet, som har en meget mindre treghet, er tidspunktet for diagramreaksjonen svært liten, hundretusener av mindre enn den mekaniske og elektromekaniske innretninger. Alt dette bestemmer maskinens høye hastighet. Det er mer enn en gang publiserte tall som snakker sin fenomenale ytelse.

Den elektroniske maskinen er i stand til å gjøre beregninger med stor hastighet - rekkefølgen på millioner av aritmetiske operasjoner per sekund med 10-15-bit tall. I noen få minutters arbeid vil det gjøre mer enn kalkulatoren for hele sitt liv. Samtidig er arbeidet med mange datamaskiner ikke lett, men fundamentalt oppstår det fundamentalt. Maskinen er i stand til å utføre ikke bare matematiske operasjoner av et stort volum og rekkevidde, men også logiske operasjoner.

Men er de elektroniske databehandlingsmaskinene som BIIONICS ikke trenger i dette området? Nei, dette er ikke umulig å si, og resultatene av forskere som studerer og mottar informasjon i en levende organisme, og spesielt arbeidet i nervesystemet og hjernen, er svært verdifulle.

Resultatene av forskning innen bionics har allerede gjort seg til å vite når de utvikler programmer for elektroniske databehandlingsmaskiner. Basert på observasjonene av hvordan en person kommer til å løse spesielle oppgaver, og ifølge dette ble det såkalte Eurestical-programmet opprettet, simulerer denne prosessen hos mennesker. Den kommer fra den andre aktivitetsmetoden for å finne sannheten ved å sette de ledende problemene. Når du bruker et slikt program, viste maskinen vellykket 38 av 52 teoremer.

Vi vender oss nå til informasjonsoverføringsprosessen. Vi har allerede sagt at signalet er en spenningspuls. Tallene i det registreres i et binært system hvor to er grunnlaget for nummeret. Ethvert nummer er skrevet av en kombinasjon av nuller og enheter. I fanen. 3 er gitt en sammenligning av opptaket av tall i desimal- og binære nummersystemer.

Null og enheten betyr enten fraværet eller tilstedeværelsen av en elektrisk spenningspuls. I overføringen av disse pulser og består av en elementær handling av en elektronisk maskin. Ved inngangen til maskinen brukes en kjede av såkalte utløsere. Essensen av enheten er at de inneholder to elektroniske lamper som inngår på en slik måte at systemet bare har to stabile tilstander: i fravær av strøm i en lampe og i fravær av strøm til en annen. Den første staten kan betraktes som passende null, den andre. Å ta en kjede av utløsere, kan du "brenne" tallet i binærsystemet, en slik kjede kalles registret. Hvis registret allerede registrerer nummeret og en annen er sendt til den, kan du få mengden av dem. En enhet som tjener til dette formålet, kalles adder. Tallene overføres fra en node maskin til en annen av ledninger i form av elektriske pulser.

Uten å gå inn i detaljene i maskinens arbeid, vender vi til det som er klar over overføringen av informasjon i nervesystemet. Først vil vi vise den utvilsomt overlegenhet av enhetene i denne typen i levende organismer før teknisk. Spesialister besluttet på en eller annen måte å sammenligne koding og båndbredde (frekvensbånd overført uten forvrengning) i hjernen og fjernsynssystemet. For å vurdere disse egenskapene, tok en vanlig drøm. Evaluering av antall personell og elementer, som det vanligvis gjøres mot telekast, fikk eksperter et astronomisk beløp for båndbredde 10

tjue

-ti

23.

Hz. Siden den øvre grensen til stripen i fysiologiske prosesser ikke er høyere enn 100 Hz, og antall parallelle kanaler ikke kan overstige 10

9

-ti

ti

Det antas at en metode for koding av informasjon i hjernen i et stort antall ganger mer økonomisk enn i moderne fjernsyn. Som jeg ville berike teknikken, inkludert elektronisk telling automatisering, demping av denne kodingsmetoden.

Hva er signaler som sender annen informasjon i en levende organisme? Som nevnt ovenfor er det impulser av nervøs spenning.

Nærmere bestemt er overføringen av irritasjon på nervefiber en elektrokjemisk prosess som oppstår på grunn av energien som er akkumulert i fiberen selv. Energien som forbrukes av nerven på pulsen er påfylles senere, under nerveens kraft. Alle meldinger overføres langs nerven i det binære alfabetet: enten nerven er alene eller spent. I varierende grad av eksitering er det en økning i frekvensen av impulser. Når vi overfører ikke-nervøse meldinger, har vi derfor en frekvenspulsmodulasjon som nylig har vært utbredt i kommunikasjonsteknikken.

Forsterkerens rolle i innkommende signaler i nervesystemet for deres videreoverføring spilles

Neuroner

. De tiltrekker seg nå nært oppmerksomhet fra forskere.

Fig. 21.

Skjematisk representasjon av neuron

Neuron inneholder cellegod (figur 21). Tree prosesser -

Dendriti.

- Oppføringer som irritasjonsimpulser er oppsummert til kassens kropp. Output tjener

Akson.

.

Hva er størrelsen på nevronen? Kroppen har dimensjoner mindre enn 0,1 mm. Lengden på dendrittene er fra brøkdelen av en millimeter til titalls centimeter, deres diameter er rundt hundrevis av millimeterens lobbe. Antall prosesser kan nå flere dusin og til og med hundrevis. Axoner kan være en lengde på en millimeter til en og en halv meter.

I overføring av nervefibre av eksitasjon er rollen stor

Sinapsov.

, det vil si, eksiterer overgangssteder fra en nervøs celle til en annen. Synapses er begeistret bare i en retning, fra enden av aksonet av en neuron til dendrittene og den mobile kroppen til en annen nevron. Derfor utføres fibrene generelt impulser i bare én retning: enten fra midten til periferien, eller fra periferien til senteret (centripetriske nerver).

Fig. 22.

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

I fig. 22 er avbildet

Presenas

neuroner angitt av bokstaven A, og

Poslainapsy

Neurons - V. Synaps kan være fra en til flere hundre. Det er spesielt mange av motorneurene i ryggmargen. De overfører impulser knyttet til kontrollen av kroppsbevegelser.

I den menneskelige hjerne, som forskere spesielt vedvarende prøver å simulere, er det 10-15 milliarder nevroner. Men det er ikke bare et spørsmål om kvantitet, men i deres eksepsjonelle kompleksitet og utvalg av funksjoner.

"Moderne vitenskap," den kjente sovjetforskeren P. K. Anokhin i en av artiklene, "viste tydelig at den nervøse cellen selv og hennes skall er en hel verden av variert i kjemiske og fysiologiske formasjoner.

De tynneste undersøkelsesmetoder E ved hjelp av elektroniske enheter ble etablert som hundrevis og noen ganger tusenvis av kontakter som hver nervøs celle bare har begynnelsen av den overraskende prosessen på molekylært nivå, slik at kroppen i størrelsen 20 tusen millimeter til få et uendelig antall syntetiske prosesser. - "Personlig del" av celle deltakelse i aktivitetene i en hel hjerne. "

Dermed er den nervøse cellen usannsynlig å bli vurdert som en elementær detalj: dette, konvensjonelt sett, allerede "node" "maskin-hjerne" med et komplekst kompleks av funksjoner som reflekterer ulike typer aktiviteter i kroppen. Herfra kan du forstå hvor vanskelig å kunstig reprodusere en slik celle i hjernen.

Fungerer på etableringen av en analog av en neuron er viet til hoveddelen av forskningen innen bionics i utlandet. Neuron, som allerede nevnt, en omformer med binær produksjon, det vil si, med fravær eller tilstedeværelse av et signal. En spennende eller inhibitorisk impuls kan tilføres til neuron av den biologiske organismen. De første kaller "utløseren" av nevronen hvis verdien av energien som akkumuleres av nevronen i en viss tidsperiode, vil overstige noen, da de sier terskelverdien. Hvis amplituden til pulsen er liten, vil neuron ikke "fungere". Men hvis flere svake signaler handler konsekvent, overstiger energien som totalt overstiger terskelverdien, så neuron "utløserne". Dette betyr at den har egenskapen til midlertidig og romlig summasjon. Ved utløpet av nevronen dannes pulser av standardstørrelse og varighet.

Sekventiell eller midlertidig summering refererer til en slik eksitering av en neuron når irritasjoner mindre terskler følges av tilstrekkelig korte perioder. Spatial summering består i samtidig å oppsummere to eller flere synapser av individuelle irritasjoner, svakere enn terskelverdier. Til sammen kan de forårsake neuron excitasjon.

Skjematisk kan du skildre neuronmodellen som vist på fig. 23. Hun har mange innganger der signalene er mottatt.

1

, R.

2

og så videre. De handler gjennom synaptiske kontakter s

1

, S.

2

Etc. I disse kontaktene er det en forsinkelse i det innkommende signalet på et tidspunkt hvor en spesiell substans utskilles som øker spenningen av nevronen og letter celleaksjonen til de påfølgende impulser.

Fig. 23. Ordning av modell av neuron

Virkningen på nevronens kropp bestemmes av mengden påvirkninger fra alle innganger og signaler som har handlet før. Utløsningen av nevronen oppstår hvis effekten overskrider terskelverdien K. Deretter mottas standardsignalet R. til neuronutgangen.

Det er interessant at umiddelbart etter eksponeringen av den spennende puls, øker terskelnivået av neuron kraftig til uendelig. Så, ingen nyekommende signal vil gjøre det til å fungere ". En slik tilstand er vanligvis bevart i flere millisekunder. Terskelnivået reduseres deretter.

Når det gjelder bremseimpulsen, er det det forbudte signalet som gjør det umulig å "utløse" neuronet fra pulser av andre innganger.

I en rekke utenlandske land er intensive verk med kunstig reproduksjon av nevroner i gang. I USA, for eksempel, deltok en rekke forskningsinstitusjoner, utdanningsinstitusjoner og firmaer i dette arbeidet. I de enkleste kolleger av neuron bruker bare en halvlederenhet. I flere komplekse modeller tar du flere halvlederenheter.

En analog av en neuron som inneholder fire halvlederinstrumenter, har egenskaper nær deres biologiske sobase. Denne analoge kan opphisse opp til 100 andre enheter uten en betydelig forandring i formen og størrelsen på utgangssignalet. Den foreslåtte designen ble brukt til å reprodusere øyets funksjon, hvor selen-kadmiumfotoresistance ble brukt som et sensitivt element (fotoceller hvis motstand endres under påvirkning av synlig lys).

En stor effekt ga en forbindelse av halvlederanordninger på prinsippet om synaptiske forbindelser i nervevevene. Det var mulig å etterligne effekten av disse vevene, som en slags filtre som bare overfører visse opplysninger.

For å simulere nevroner brukes magnetiske ferritekjerner, ordninger av spesielle generatorer (multivibratorer) og andre enheter.

Neuronmodellen med en multivibrator er vist på fig. 24. Semiconductor enheter t spille hovedrollen

2

og T.

3

. I en stabil tilstand t

2

låst fordi den negative spenningen er sendt til den

6

. Semiconductor-enhet T.

3

tvert imot er i separasjonsstaten. I dette tilfellet viser det seg at potensialet på et punkt er en positiv (+ 20 V), og på punkt B er også positiv, men lavere i størrelse.

Fig. 24. Neuron modell ved hjelp av multivibrator på halvledere

Hvis halvlederanordningen T oppstår

2

og låsing T.

3

, potensialet for punktet en kraftig reduserer, og potensialet i punkt B øker. Som et resultat av dette leveres en positiv spenningspuls til eksitasjonsutbyttet, og på bremsingens utgang er det negativt. Pulsvarigheten avhenger av valget av motstandsverdier r

m

og kapasitans kondensator med

m

. Endrer størrelsen på beholderne med

2

og S.

3

Du kan justere systemet for å returnere systemet til en stabil tilstand. Verdien av den negative spenningen som følger med til halvlederenheten t

2

Med motstand R.

6

Terskelverdien av aktiveringen av nevronen bestemmes.

Er det mulig i denne ordningen en midlertidig og romlig summasjonskarakteristikk for Neuron? Ja, muligens. Til dette formål serveres inngangskjedene som inneholder R

1

, Med.

1

og halvlederenhet t

1

. Spatial Summation simuleres av fôring av signaler til parallelle innganger, midlertidig - akkumulering av energi i kondensatoren med

1

. Pulsen til innløpet av neuronanalogen ble matet en viss amplitude og en varighet på en millisekund. De ble utilsiktet fordelt over tid. Utgangen ble oppnådd et standard signal med en spenning på 15 V og samme holdbarhet som inngangssignalet.

Et slikt diagram gir deg mulighet til å reprodusere mange egenskaper av neuron, i tillegg til tilpasningsevnen, det vil si endringer i utløserenes terskel, avhengig av størrelsen på inngangssignalene.

Modellen av en av nevronprøver på det magnetiske elementet er vist på fig. 25. Strømmen for den første viklingen av multimalske kjernen skaper hovedstrømmen f, splitting i to strømmer f

1

og F.

2

Hvor det er hull (vist på bunnen av bildet). Kjernen er magnetisert til metning.

Fig. 25. Neuron modell på magnetisk element

I den andre viklingen kommer nåværende inngangssignaler. Hvis de er i mengden de er større enn noen terskel, så i de ytre delene av kjernen, hvor det er hull, en endring i retning av magnetisk flux f

2

.

Den tredje viklingen drives av vekslende strøm, den fjerde er utgangen fra neuronmodellen. Hvordan går signalet til avkjøringen? Når det ikke er noe signal i den andre viklingen, induserer den fjerde ikke E. s., Siden i en halv periode vil magnetotrifiserende kraften sammenfalle med strømmen

1

, i en annen halv periode - med strøm f

2

. Kjernen er mettet, og økningen i strømmen vil ikke være heller ikke i noen annen periode. Den andre tingen er når signalet mottas på den andre viklingen. Så F.

1

og F.

2

sammenfaller i retningen. Og selv om de i en halv periode, vil de ikke kunne øke, men de vil falle i en annen halv periode. Og enhver endring i magnetfeltet er knyttet til veiledningen i lederen på dette feltet, den elektromotoriske kraften. Dette skjer utgangssignalet i den fjerde viklingen.

Når du simulerer komplekse nervøse obligasjoner, kan andre hull i den magnetiske kjernen brukes.

Hvilken verdi har alt dette for teknologi? Det viser seg, veldig stort. Blant andre oppgaver for å forbedre elektroniske maskiner, gjør studiet av prosessen med informasjonsoverføring til nevronene det mulig å øke spørsmålet om å sikre høy pålitelighet av disse maskinene. Det er kjent at når man løser noen oppgaver, må den elektroniske databehandlingsmaskinen gjøres, for eksempel mer enn ti millioner multiplikasjoner. Siden maskinen brukes i maskinen, vil den multiplisere tretti-sifret tall til hverandre. Alle må gjøre 10

ti

Elementære handlinger. Slik at disse beregningene ga et feilfritt resultat, bør sannsynligheten for feilen være mindre enn 10

-ti

. For å sikre en slik posisjon selv med de mest avanserte radio-elektroniske verktøyene (transistorer, ferritter, etc.) er ikke mulig ennå mulig. Det kan alltid være i ordningen en upålitelig gjenstand, som vil forårsake en feil. Hvordan komme seg ut av denne stillingen? Hvordan lage en pålitelig bil fra utilstrekkelig pålitelig Noen ganger detaljer?

Og forskere husket mekanismen for å overføre informasjon til nevroner. Spesialister begrunnet. Separate maskinelementer kan gjøre to uavhengige feil fra hverandre: Ikke send inn en impuls når det er nødvendig, og send det når det ikke er nødvendig. Derfor er det ønskelig å ha en anordning som ville være engasjert i gjenopprettelsen av de opprinnelige dataene. Denne enheten må være koblet til flere inngangskretser av bytteorganer. En slik ordning er ingenting, men å reprodusere informasjonsoverføringsprosessen med nevroner. Som vi har sett fra fig. 22, i-neurons synapser er endingene til de ved et uhell forbannede sidetransport av a-neuroner.

Det ble notert over at neuron med svært høy sannsynlighet bare er begeistret når pulser får et visst antall synapser. Derfor konklusjonen: Du kan ikke ha en, men flere, for eksempel tre, parallelle arbeidsmaskiner. De er koblet til mikseren, hvor minst to av de tre beregningene er etablert, og ytterligere operasjoner er basert på sammenfylte resultater. Så "de fleste stemmer" etablerer, å vurdere pålitelig for videre arbeid. På denne måten kan du bygge maskiner der sannsynligheten for feil kan reduseres kraftig.

Blanderen i dette tilfellet utfører funksjonene til neuron. Derfor undersøker forskerne nå aktivt spørsmålet om hvordan bilmaskiner kan bygges fra nevroner. Nevronene selv er alle dypere. Teorien om nevrale maskiner åpner gode muligheter til å forbedre elektroniske databehandlingsmaskiner, og øke påliteligheten, forbedre bytte, forbedre deres "minne" til dusinvis av ganger. Det er karakteristisk at i det første symposiet i USA i Bionics var de fleste rapporter viet til å reprodusere funksjonene til nerveceller (nevroner), selvlærende og selvutnevnte maskiner. I USA utvikler en rekke firmaer elektriske analoger av nevroner for å samle ordninger som har høy hastighet på informasjonsbehandling og "selvorganisasjon".

Nå om "minnet" av elektroniske databehandlingsmaskiner. Ovenfor, i fig. 20, vi er blant de uunnværlige delene av maskinen, inkludert operativ og langsiktig "minne". En slik separasjon av "minne" oppstår fordi det er teknisk vanskelig i en enkelt anordning for å realisere kravene til hastighet og høy kapasitet. Derfor har den operasjonelle lagringsenheten en liten kapasitet, men gir rask opptak og evaluerer. I en langsiktig lagringsenhet er det nødvendig med mer tid for å lese, men kapasiteten er veldig høy.

Hva er de tekniske enhetene til "minne"?

Prosessen med "memorisering" kan være en oversikt over binære tall på et magnetbånd eller en trommelbelagt med et magnetisk bånd. Siden tallet i det binære systemet er kodet 1 og 0, det vil si at tilstedeværelsen eller fraværet av en elektrisk spenningspuls, så når strømmen føres gjennom spolen med en kjerne, lokalisert nær båndet eller trommelen, blir de magnetisert og lagret impulsen. Du kan fikse pulser i form av elektriske ladninger på dielektriske. Denne dielektriske kan fungere som en skjerm av et elektronstrålrør, som ligner de som brukes i vanlige TVer. Punktkostnader dannet av en haug med elektroner angir enheter av tall og lagret i ganske lang tid.

Det er også et ultralyds "Memorization" -system - forsinkelseslinjer. De inneholder et rør fylt med væske (ofte kvikksølv). Spenningen påføres det piezoelektriske materialet som er lokalisert i kontakt med røret. Under virkningen av spenning i det piezoelektriske materialet oppstår et mekanisk trykk, noe som forårsaker en ultralydsbølge i væsken. Den beveger seg fra den ene enden av røret til en annen, hvor det er en utgangsplate fra et piezoelektrisk materiale. Den konverterer ultralyd igjen til en elektrisk impuls. Tiden for passasjen av ultralydbølgen (og den beveger seg ganske sakte) og det er en pulsforsinkelsestid. Siden væsken fortsetter sine svingninger og videre, kan "Memorization" -tiden være mange ganger store enn perioden for den primære bevegelsen til bølgen.

Andre "Memorization" -metoder kan også påføres, for eksempel ved hjelp av ferrittkjerner, etc.

For ikke å forvirre de minneverdige tallene, blir de tildelt deres nøyaktige adresser i e-maskinen. Hvis de registreres på skjermen i elektronstrålen, bestemmes adressen til nummeret av antall rør, strenger og kolonne. I tilfelle av magnetisk rekord er adressen nummeret til magnetbåndet og sporet på den. På samme måte er tallene plassert på tallene på linjene i forsinkelsen og impulsen, svingende i dem.

Selvfølgelig brukes spesielle bytteenheter for å finne adressen. Raskere er det mulig å finne nummeret på skjermen på elektronstrålen, for dette er det nok å spesifisere ønsket potensielle system som styrer strålen. Den lengste må forvente tilnærmingen til ønsket nummer når du registrerer PA magnetbånd.

Vi beskriver handlingen av minnet til e-maskinen med en ultralydsforsinkelseslinje. Tallene, "memorisert" på denne måten, sirkuleres kontinuerlig i en lukket ring. Passasjen av tall er registrert av pulstelleren. Hvis du trenger å vurdere nummeret, blir adressen til stedet arkivert til registret, hvorfra det må tas. Den spesielle enheten "overvåker" for å matche tallene i telleren og i adresseregisteret, bare da nummeret sendes gjennom utgangskanaler. Opptaket indikerer også adressen til stedet der det nye nummeret skal registreres, og det gamle nummeret er "glemt".

Vi har beskrevet i detalj sirkulasjonen av "minne" i diagrammet med forsinkelseslinjen fordi i det, på antagelsene til spesialister, mye til felles med virkningen av human minne. Det antas at minnet hos mennesker utføres ved å sirkulere den nervøsiteten av en lukket bane som består av nervefibre og celler. Adherenents av disse synspunktene som om de allerede oppdages lukkede løkke-lignende nevrale strukturer i nervesentrevevet.

Ungarsk forsker Doctory of Technical Sciences er mindre sannsynlig til Taryan, mange nevrale automatiseringer, det hevder at hvis det ville bygge et "neural nettverk" fra kunstige nevroner, ville det gi "minnet" av eksepsjonell kvalitet. Hun ville ha overskredet alt i mange størrelsesordener, alt som kan brukes i moderne tellemaskiner.

Men det er et annet syn på virkningsmekanismen til personens minne: som om vi er forpliktet til egenskapene til proteinmolekyler som er tilgjengelige i celler. Det endrer størrelsen på atomene, som gir et stort antall stater som er preget av kjemiske egenskaper og i stand til å manifestere i fysiologiske funksjoner i cellen. Hypotesen om at grunnlaget for minne er omstruktureringen av atomene av proteinmolekyler, er verdifullt ved at det forklarer tilstedeværelsen av minne i de enkleste organismer, som ikke påtar seg minnet om både sirkulasjonen av nervøsitet.

En person velger fra hans minneinformasjon om tilknytning til bilder av ekte objekter. Analogier med denne prosessen er basert på tilknyttede lagringsenheter. I disse enhetene er datasøket ikke bare på adressen, men i henhold til tegnene på selve informasjonen. En rekke typer for tilknyttede minneverdige enheter er allerede opprettet, hvor tegn på informasjon er registrert på perforerte kart, magnetiske elementer, etc. Ytterligere forbedring av slike enheter vil bringe dem til å bringe dem til den mest bemerkelsesverdige lagringsmekanismen - menneskelig minne.

BIONICS-data tillater ikke bare å forbedre enhetens deler og organisatoriske prinsipper for elektronisk regnskapsautomatisering, men også skape maskiner som vil oppføre seg mer biologisk, det vil si at det var "intelligent" enn våre moderne biler.

I USA blir en gruppe spesialister ledet av Dr. Frank Rosenblate utviklet av en ny teori, basert på hvilken du kan lage en elektronisk enhet som gjengir hjerneaktiviteten og i stor grad forklarer prosessen med human minne. Ved hjelp av denne teorien var det mulig å konstruere en e-maskin modell, som ifølge forfatterne, er i stand til å klassifisere, oppfatte og symbolisk skildre de omkringliggende forholdene, og også ta hensyn til helt nye og uforutsette endringer i miljøet og gjøre det uten operatørintervensjon.

Den elektroniske databehandlingsmaskinen er blitt kjent for amerikanske arbeider, som kjent, strengt i henhold til programmet utarbeidet av en person, og det er nødvendig å oppstå behovet for en uforutsette beslutning som det stopper. Den nye enheten har sine egne "kropper" av oppfatningen av lyd, lysene som ligner på de menneskelige sansene. I hjertet av "organene" av oppfatninger ligger kjente elektroniske og elektromagnetiske enheter. Selvfølgelig er de ikke i stand til å fullt ut oppfylle hva de menneskelige sansene gjør, men lar deg forbedre informasjonen som vanligvis oppfattes av maskinen.

Ved arbeidet er den nye bilen større enn noen andre, nærmer seg hjernens funksjoner. Det oppfatter informasjon, klassifiserer det og viser konseptet. De fleste av "minne" -elementene i den er tilkoblet tilfeldig, som er hjernen. Fysiologer er kjent for å tro at forbindelsene mellom foreninger eller "tenker", er hjernens celler organisert, tilsynelatende ved en tilfeldighet. Ved mottak av informasjon i den nye maskinen er det ikke et individuelt element der en viss utslipp av informasjon akkumuleres, og samtidig de fleste elementer.

En gruppe ledet av Rosenblat fortsatte således hovedsakelig fra det faktum at minnesfunksjonene er tilfeldig distribuert i foreningselementene. Så minnesceller på maskinen fordeles tilfeldig. Men deres forbindelser er definitivt ikke å endre vilkårlig i prosessen med sitt arbeid. Forberedelse av bilen som er i stand til å oppleve fenomenene av virkeligheten, trodde forskerne at enhver gjennomtenkt kropp ble gjort i stand til å forstå omgivelsene i læringsprosessen og opphopning av erfaring, og mottar ikke denne eiendomsarven. Derfor var alle lagringsceller før inkluderingen og begynnelsen av "trening" helt nøytral.

I fig. 26 viser prosessene for å oppleve visuelle inntrykk av A-Man og B - ny maskin kalt

Percepton.

(Fra ordet "Perception" - Perception).

Fig. 26. Prosesser av oppfatning av visuelle inntrykk: en mann (antagelse); B - Electronic Computing Machine - Perceptor Fig. 27. De viktigste delene av den elektroniske databehandlingsmaskinen - Percepton

Fig. 27 spiller hoveddelene av denne bilen som er involvert i reproduksjonen av visuelle bilder. "Å se" En linse hjelper henne med å fokusere på "Retina" på 400 miniatyrfotoceller. Hvert slikt bilde spiser et antall fotoceller, denne eksitasjonen overføres til foreningcellene, det totale antallet som når 512. Markedet i "minnet" forblir på grunn av at lagringselementene som styrer signalet for å slå på Reaktive enheter kan forbedre det. Men overfor et nytt inntrykk, en bil, som en person, gjør først feil. Men sporene i "minne" er gradvis festet, og i henhold til sannsynlighetsteorien er det mulig å sikre at visse excites medfører samme reaksjon. Dette betyr at bilen har kjøpt et bestemt "konsept" i forhold til forholdene som omgir den. Det er praktisk talt nødvendig å gjøre 15 forsøk, hvoretter bilen gir 100 prosent av de riktige svarene.

Operatøren kan "lære" bilen om å komme til de ønskede konklusjonene. Dette tilrettelegges av tilstedeværelsen av tilbakemelding. Fra reaksjonsinnretninger kommer tilbakemeldingssignaler til lagringsceller som forårsaket deres inkludering. Disse signalene øker "kraften" av lagringsceller, det vil si, det ser ut til å være en "godtgjørelse" for gruppen som forårsaket å reagere enheter til handlingen.

Bilen har manuell kontroll for å utvikle de nødvendige konseptene. For det riktige svaret er maskinen "belønnet" (effektiviteten av de tilsvarende cellene) og "straffer" for en feil (deres effektivitet er redusert).

Det skal bemerkes at "Lær" ny-maskinmatematikk er like vanskelig som en person. Derfor har den elektroniske databehandlingsmaskinen i kontoytelsen den samme fordelen over PercePtron, som før personen.

Hva virkelig "lærte" den enkleste modellen til den nye bilen? Uten noen hjelpemannen bestemte den nøyaktig plasseringen av de geometriske tallene til høyre og til venstre for dets "synsfelt". Hun viste seg for å kunne "lære" å skille bokstavene i alfabetet. Det antas at perceptoren vil kunne gjenkjenne menneskelig tale og gjøre det til signaler, administrere, la oss si, bokstaver. Maskinen er i stand til å gjøre oversettelser fra ett språk til et annet, utvalg av litteratur, se patenter. I et militært tilfelle er det tilrådelig å bruke bruken i veiledning av forvaltede skall, fly. Her kan det gjøre det mye lettere å ta beslutningsprosessen, som nå er fullt betrodd til folk. Det anses å være sannsynlig å bruke maskinene til en ny type for luftinntak, da de er i stand til å rapportere uforutsette data, detektere endringer i situasjonen, etc.

Når man vurderer maskinens evne til å gjenkjenne bildene, ble det "vist" et stort antall fotografier av skip i sjøen, rakettplanter, fly. Det viste seg at den riktige "trent" maskinen kan skille mellom enkeltmål, så vel som objekter som er omgitt av andre i form av objekter. For eksempel, allerede på den første modellen på maskinen, nådde korrektheten av anerkjennelsen av hangarer og kapasonier 100 prosent, flyet i Caponier er 92 prosent, fly utenfor lyet - 94 prosent.

Det er ikke ved en tilfeldighet at US Navy ble interessert i å skape et utvalg av en bil med tusen lagringsceller. Det antas at en slik bil ikke vil overstige størrelsen på det vanlige bordet. Sant, mens memoriserende celler er svært komplekse og veier. Derfor, det viktigste betaler designerne utviklingen av kompakte, rimelige og pålitelige lagringsceller. Ifølge de siste innleggene er den andre PercePtron-prøven allerede bygget. Den inneholder 20 ganger flere minneelementer og et mer komplekst forholdsordning enn den første modellen. Den amerikanske militæret har til hensikt å bruke denne avanserte Percepton i nær fremtid for å automatisk dechifrere resultatene av luftinntaket - luftfotografier og identifisere mål for dem.

Ved bruk av kunstige nevroner er biler allerede opprettet med anerkjennelsesevne, enda mer perfekt enn de første Perceptons. Allerede opprettet, for eksempel en maskin på en rekke elektroniske neuron -

Arthrone.

. Denne elektroniske neuronen er mer komplisert av andre analoger. Den har 16 stater og forsinkelse eiendom. Dette er et ekstremt følsomt element som har to innganger og en utgang. Inngangs- og utgangssignaler har en digital form. Forskjellen på maskinen på Arthrrrrrrrrrrrrrrrons fra de første Perceptons er at stiene for å passere signalet mellom følsomme elementer og artroner endres kontinuerlig tilfeldig, mens i prosessen med å lære "de optimale stiene vil bli funnet. Men selv etter "læring", går bilen lett tilbake til scenen av tilfeldig signalpassasje.

Hovedmekanismen som en slik maskin er å lære "er fire høyhastighets brytere. De sammenligner det mottatte signalet med terskelnivået, bestemmer, åpner bryteren eller forlat lukket. I det første tilfellet passerer signalet til artronen ikke, i andre passerer. Tilbakemeldingsordningen og her gir "oppmuntring" eller "straff", og reduserer eller øker bryterens terskelnivå.

Maskinen på Arthrons, i henhold til utenlandsk utskrift, kan brukes til automatisk å kontrollere ubemannede romfly, vil bidra til opprettelsen av høyhastighets kommandokvogner for hovedkvarteret til militære enheter som gjør det lettere for løsninger på kommandanten. Maskinen kan vellykket administrere utstyr som opererer under farlige forhold.

Utskriften er også rapportert om opprettelsen av en annen neuron analog for logiske enheter. Det -

neuristor.

. Det kan utføre alle logiske operasjoner av eksisterende elektroniske databehandlingsmaskiner, og til og med noen av funksjonene de ennå ikke har å si. I henhold til diagrammet er dette en kanal som inneholder en termistorstrimmel og distribuert beholder. De distribuerer signaler - elektriske utslipp som passerer med konstant fart og amplitude. Etter utslippet blir enheten immunitet i noen tid og støtter ikke utslipp. Etter en periode gjenoppretter han ytelse. Logiske enheter på nevrister er karakteristiske for det faktum at enheten og tilkoblingstrådene er et heltall.

Ett fremmedfirma foreslo en selvprogrammeringsmaskin som selvstendig velger den optimale tilnærmingen til å løse problemet. Den er designet for å gjenkjenne signalene til hydrolysatoren.

Før bruk er maskinen "trent". På det perforerte båndet i minnestablen er signaler av hydrolector og ekko-signalet som er opprettet av skipet skrevet. Hvis maskinen forvirrer noe, gjentas sammenligningsprosessen til den gir det riktige svaret. "Trent" På denne måten kan maskinen analysere undervannsstedet signaler bedre enn operatøren.

En av de amerikanske firmaene bygget en bionisk læringsmaskin for en rask identifikasjon og klassifisering av tredimensjonale objekter som har en form av en ball, kube, pyramider og en ellipsoid. Denne kvaliteten, ifølge amerikanske spesialister, er svært verdifull når du ser på, analyserer, velger bilder på rekognoseringssatellitter før de overfører dem til jorden. Og ikke bare i dette tilfellet, men også når man anerkjenner starten av lanseringen av skall eller skall seg fra siden av fly eller satellitter, samt påvisning av missil warheads blant falske mål.

En slik bionic-maskin består av et objektiv, 400 fotoceller, fotocelleringssignalforsterkere, en assosiativ minnesblokk, bestående av 400 enkle logiske ordninger, responslogiske enheter og digitale logiske enheter som indikerer formen av det observerte objektet. Utgangen fra hver forsterker er tilkoblet (ved tilfeldig lov) med inngangene på ni logiske kretser i minnestokken.

Hvordan fungerer en slik bionic maskin? Når det optiske bildet er designet for fotocellene, går signalene fra dem etter forsterkningen inn i logikkkretser av assosiert "minne", derfra til to responslogiske enheter. Her er prosessen med å lære bilen. Ved inngangen til responsenhetene blir signalene "veid", det vil si, avhengig av om tilstedeværelsen av dette signalet er riktig eller ikke, blir det enten forbedret eller svekket. Dette oppnås på grunn av reduksjonen i motstanden ved inngangen av responslogikkkretser.

Av Neurons-modellene Opprett hele nettverk som er ment å simulere visse funksjoner i nervesystemet. Nettverk er konstruert, endrer sine parametere i samsvar med endringene i naturen til irritasjonen, samt et nettverk beregnet for å huske data og i stand til å "lære".

I det andre symposiet i BIONICS ble det rapportert at en studiemaskin på et nevralt nettverk av 102 memistorer ble opprettet i USA.

Memistors.

- Dette er flytende elementer, strukturelt innredet i form av små plastfartøy i en tredjedel av det kubiske centimeter. Fartøyene er fylt med elektrolytt og har elektroder. Effekten av elementene er basert på motstandsendringen fra 3 til 100 ohm. Nettverket av slik Memistorer imiterer arbeidet til det menneskelige visuelle legemet når de gjenkjenner bilder. På grunnlag av denne bilen antas det å skape en enhet for å løse komplekse navigasjonsproblemer, værforutsigelser etc.

USA utvikler også en maskin designet for å gjenkjenne tale og skrive ut tekst med stemme. Spesialister engasjerer seg også i problemet med å konvertere et sett med tall til en menneskelig stemme som er tatt opp på et magnetbånd. Denne stemmen blir introdusert i den elektroniske databehandlingsmaskinen, og den produserer matematisk analyse av lyder. Og da fra tallene som mottas igjen gjenskapes (syntetisert), registreres også menneskelig tale på en magnetisk film. Slike analyser og syntese av tale vil være svært verdifulle for innsnevring av kommunikasjonskanaler.

Av stor betydning for kommunikasjon i spesielle tilfeller av kampbruk av militært utstyr, som fly, vil ha transformasjon av talespektret av frekvenser til mekaniske oscillasjoner. Disse mekaniske oscillasjonene vil bli oppfattet ikke i øret, og menneskelig hud.

Faktum er at i flygende planet forstyrrer støyen med mottak av lydsignaler ved å høre organer. Hud utsatt for frekvenser, ni ganger mindre enn frekvenser oppfattet av øret (1000-4000 Hz). Derfor, når vi forvandlet lydfrekvenser til mekaniske oscillasjoner, kunne operatørene bestemme noen lyder ved å bruke fingrene på vibratoren. I tillegg til å redusere effekten av støy, har denne overføringen større hemmelighold.

Forskning innen utdannede og selvlærende maskiner utføres i USSR. Som den berømte Sovjetforskeren V. M. Glusthkov sa i en av hans forestillinger, i datasenteret for vitenskapsakademiet i det ukrainske SSR (nå kalles Cybernetics-instituttet) den elektroniske bilen "trent" betydningen av setninger på russisk. Programmet er gitt for dette: Maskinen er rapportert av en rekke meningsfulle setninger; Deretter, i ferd med å kontrollere, sorterte den riktig, meningsfulle setninger fra meningsløst, og det gjorde ikke bare for disse setningene som hun lærte i læringsprosessen, men også for fremmede setninger.

Når du modellerer på maskinen til prosessen med "læring", kan betydningen av setninger på russisk imitert av ulike typer "trening" - fra nakne cravings til en ømhet til hastige generaliseringer og irrepressible fantasi.

En av personalet i Institutt for automatisering og telemekanikk i Academy of USSR ble fremsatt av hypotesen om kompaktitet, slik at de kunne forklare læringsprosessen og kunstig reprodusere den. For tiden er kompaktnesshypotesen sjekket for dyr.

For å forstå betydningen av komprimeringshypotesen, tenk et plan delt inn i celler og fullførte "P" -fotoselementer som etterligner "mottakere" av lysirritasjonsreceptorer (figur 28, venstre).

Fig. 28. Ordningen om prosessen med "læring" av maskiner som identifiserer brevet a

Hvis et bilde er designet for denne KINDA-kopien, er det ganske visse fotoceller, glade. Tilstanden til hele fotoveggen kan karakteriseres av ett punkt, som de sier, i reseptorrommet (figur 28, høyre). Dette punktet er toppunktet til en enkelt kube. Så, brevet a vil svare avhengig av skriving av en gruppe poeng, bokstaven b er en annen gruppe poeng i reseptorområdet. Forskere tyder på at den menneskelige hjernen på noen måter dannes av områder i reseptorrommet som tilsvarer ett eller et annet bilde.

Kompaktnesshypotesen kan formuleres som følger: En person oppfatter mange forskjellige visuelle følelser som et enkelt bilde, hvis flere punkter som tilsvarer denne følelsen, i reseptorplassen er på en måte å være et kompakt sett. Oppgaven med å "lære" på maskinen, er således å utføre i overflodene som skiller en region fra den andre, og dette betyr evnen til å skille mellom bilder. I prosessen med å "lære" husker maskinen "posisjonen til punkter som svarer til bokstavene A, B, etc. i reseptorområdet. Som et resultat, når maskinen viser brevet, bestemmer det hvor poenget er preget av bildet som vises, og avhengig av dette "reagerer", som er brevet.

Basert på denne hypotesen ble et program som er implementert på digitale maskiner utviklet. Og det viste seg at maskinene er veldig enkle å "lære" å gjenkjenne fem sifre: 0, 1, 2, 3 og 5 (på grunn av at figuren 4 ligner på figur 1, ble den ikke brukt i første eksperimenter).

I løpet av treningen ble maskinen vist 40 utvalgte tall og rapporterte den betingede koden, hvilket tall. Deretter viste de de resterende 160 alternativene for hvert siffer som ikke ble sett før maskinen. Hun måtte gjenkjenne dem. Og det fra 800 tilfeller tillot bare ... fire unøyaktigheter.

Bak de første vellykkede eksperimentene til sovjetiske forskere fulgte nye. På et lite pedagogisk materiale lærte bilen "å gjenkjenne alle ti sifre. Nå studeres muligheten for å gjenkjenne maskinen til alle bokstavene i alfabetet og til og med portretter.

Sovjetiske forskere mener at bilen i nær fremtid vil kunne trene ikke bare gjenkjenne bilder, men også å trene dem mer komplekse prosesser. Slike biler i fremtiden kan erstatte en person når de utfører de mest subtile operasjonene. For eksempel vil de være i stand til å dømme lyden av arbeidsenheten om brukervennligheten eller lytte til hjerteslag, diagnostisere. Det er interessant at maskinene kan være like som det samme, og deretter å spesialisere dem, "undervisning" til en slags "håndverk".

Selve medlemmet av Academy of Sciences of the Ukrainian SSR V. Glushkov hevder for eksempel at den elektroniske databehandlingsmaskinen, som behandler noe eksperimentelt materiale, kan åpne en ny naturlov, en helt ukjent programkompilator. Selvfølgelig er det mer naturlig å si at den tilsvarende loven er åpen med maskinen med en programmerer, men når forskeren åpner noe, gjelder forfatterskapet ikke for de som lærte det.

Selvlæringsmaskiner er den videre utviklingen av systemer med automatisk tilpasning, som ble diskutert i forrige kapittel. Selvlæringsutstyr Akkumulerer ledelseserfaring og øker sine "kvalifikasjoner". Samtidig er de i stand til å utføre slike funksjoner som ikke var lagt i dem. Det handler om det faktum at hvis designeren la evnen til å forbedre og lære i bilen, og deretter implementere denne evnen, finner maskinen selv den beste strukturen og lovene om atferd som kan være uventet for selve designeren. På denne måten kan prosessen med å forbedre maskinpistolene på den måten å leve former, som sulling de mest bemerkelsesverdige resultatene kan utføres.

Til slutt vil jeg igjen understreke samfunnet av ledelsen i ledelsen i teknikken og dyrelivet. Denne ideen er hjørnesteinen i Cybernetics. Studien av ledelsesprosesser i levende organismer er ekstremt viktig for utviklingen av teknologi, spesielt automatisering.

Ledelse, som en målrettet innvirkning, forutsetter tilstedeværelsen av et mål. Et slikt mål kan bare være i en levende organisme. Nå, takket være det kreative geniet til en person, vises automata, hvor målrettede påvirkninger er forpliktet uten direkte deltakelse av levende organismer. Målet i disse maskinene har investert sin Skaper - en person.

Kontrollprosessen i maskinen eller levende organismen består av tre deler: Studere det administrerte objektet, utvikle en styringsstrategi, implementere den valgte strategien. Over vi snakket om trainees og selvlærende maskiner: de kan ta på seg en av ledelsesvirksomheten, nemlig studiet av det administrerte objektet. Den andre delen av prosessen er å utvikle en styringsstrategi - kan også utføres av de automatiske søkesystemene. Den tredje operasjonen er å implementere den vedtatte styringsstrategien - utføres av tekniske enheter, som er mulig, som er mulig raskere og mer nøyaktig angir de valgte driftsmodusene. Det er viktig å sikre den største effektiviteten i ledelsen.

Ifølge spesialister fra Institutt for automatisering og telemekanikk i Vitenskapsakademiet fortsetter noen ledelsesprosesser i levende organismer i samsvar med prinsippene for optimal ledelse. Derfor sjekker ansatte i instituttet sammen med biologer og leger sine forutsetninger på stua. Innføringen av stadig perfekte maskiner reduseres ikke, men øker rollen som en person i anvendelsen av moderne tekniske midler. Han tilhører kongedømmets automatisering ved rett til kommandørens sted som tar den endelige avgjørelsen. Dette er spesielt uttalt i en militærvirksomhet, hvor det også er en rask implementering av automatisering og telemekanikk.

I lys av ovenstående er det klart å forstå tydeligere hvorfor, i å løse ledelsesoppgaver, ikke bare de tekniske partene i saken er tatt i betraktning, men også psykologiske og fysiologiske faktorer knyttet til deltakelse av en person i ledelsen prosesser. Slike arbeid i USSR utføres av eksperter på automatisering i Commonwealth med psykologer og fysiologer.

Løsningen av disse komplekse oppgavene kalles BIONICS. Det er ikke tilfeldig at en sovjetisk forsker figurativt kalt den automatiske kontrollen av treet, som fôrer saftene av nåværende praktiske automatiseringsoppgaver, med et toppunkt som forlater i området av undertlestproblemene i den høyeste nervøse aktiviteten til en person. Det er ingen tvil om at utviklingen av dette fruktbare området vil gjøre det mulig å oppnå ny suksess i å skape og forbedre teknikken til det kommunistiske samfunnet, som er nødvendig både for den produktive kreftene i moderlandet og for å beskytte sin sikkerhet fra noen inngrep fra utsiden.

1. N. Wiener. Cybernetikk, eller kontroll og kommunikasjon i dyret og bilen. M., ED. "Sovjetradio", 1958.2. I. A. Poletayev. Signal. M, ED. "Sovjetradio", 1958.3. V. A. Trapeznikov. Cybernetikk og automatisk kontroll. Magazine "Nature", april 1962.4. S. A. Doga Novsky. Automatiske selvjusterende systemer. M., ED. "Kunnskap", 1961.5. L. P. K R A Y Z M E R. BIONICS. M., GosnergoisDat, 1962.6. Mindre enn Taryan. Cybernetics problemer. Magazine "Nature", juni 1959.7. Aviation uke, 7. juli 1958.8. Missiler og raketter, 29. juni og 6. juli 1959.9 . Elektronikk, 23. september 1960.13. Life, 28. august 1961.14. Bionics Symposium, 1960, 1961.

Last ned en bok: NPBVI-Astashenkov-P_T_-CHTO-TAKOE-BIONIKA-1963.DJVU [1.65 MB] (Dropping: 63)

P. T. Astashenkivoyed Diverse Forsvarsminister for USSRMOSKVA -1963

Navnet på vitenskapen "Bionics" er kjent for mange - det møter mer og mer. Men å forestille seg nøyaktig hva det er, ikke alt. Så hva er denne retningen?

Ordet "bionics" er dannet fra den greske bion - elementet i livet, eller leve. I hovedsak er denne vitenskapen noe grensen mellom biologi og teknologi. Det løser ingeniøroppgaver basert på analysen av organismers struktur og liv. Denne retningen er nært forbundet med flere vitenskapelige trender, som fysikk, kjemi, biologi, cybernetikk og engineering (elektronikk, navigasjon, kommunikasjon, marine tilfelle).

Ideen om å bruke kunnskap om dyreliv for å løse ulike tekniske oppgaver refererer til forfattere Leonardo da Vinci . Et levende eksempel på et slikt forsøk på å bygge et fly slik at han bølger med vinger som fugler.

Med utviklingen av teknologi, interesse for dyrelivet enda mer intensivert fra synspunktet for å bestemme generaliteten av alle ting med engineering manipulasjoner og verk. Offisielt, vitenskapen om Bionics oppsto i 1960, da hun snakket om i denne sammenhengen ved det første symposiet i Dyton (USA).

Hva studerer Bionics?

Blant bionikens hovedinteresser er studien av menneskets og dyrs nervesystem, samt modellering av nye celler (innebærer nevroner og nevrale forbindelser), som i fremtiden kan brukes til å forbedre databehandlingsutstyret og utviklingen av nye elementer av teknologi. Denne vitenskapen er også interessert i studiet av sansene og andre menneskelige oppfatningssystemer for den påfølgende utviklingen av nye sensorer og systemer for å oppdage objekter. I tillegg, i BIONICS, er spesiell oppmerksomhet betalt til studiet av prinsippene om orientering, plassering og navigering hos dyr for å introdusere disse prinsippene i teknikken. Og studien av de biokjemiske egenskapene til mennesker og dyr forfølger forskere som praktiserer bionikere for å introdusere disse prinsippene i utviklingen av teknologi.

Så, forskere beundrer det faktum at systemer for levende vesener miniatyr. For eksempel okkuperer elementene i nervesystemet i mengden av flere millioner totalt et par decimetre av hjernen. Naturligvis, dermed ønsket om å gjenskape et slikt dyktig system i teknikken, som vil gi fordelen av mennesker i ingeniørstyring. Interessert i forskere og arbeidsøkonomi - Den menneskelige hjerne i prosessen med aktivt arbeid forbruker bare noen få watt. Ifølge eksperter vil studiet av påliteligheten til nervesystemet gi dem nøkkelen til opprettelsen av høykvalitets teknikker, som vil være den mest pålitelige som mulig. Alt dette og mye mer bekymrer for forskere.

Typer av vitenskap

Forskere tildeler flere typer BIONICS:

  • Biologisk, som er engasjert i studiet av biologiske prosesser i naturen.
  • Teoretisk BIONICS, som bygger matematiske beregninger og formler basert på disse dataene.
  • Teknisk bionikler, som bruker disse beregningene og observasjonene for å løse ulike tekniske oppgaver og skape utstyr.

Basert på grunnvitenskapen er en egen retning tildelt - neurobionics. Det er versjoner som denne vitenskapelige retningen har blitt grunnlaget for utviklingen av kunstig intelligens.

Naturlige eksempler på biionk-baserte oppfinnelser

Eksperter oppmerksom på at det enkleste og klare eksemplet kalles hengsler. Handlingen er basert på det faktum at en del av designen dreier seg om den andre, brukes i marine skjell. De bruker den til å håndtere sine vasker, slik at du kan åpne eller lukke dem om nødvendig.

Også alle mennesker er kjent med et slikt emne som pinsett. Det regnes som den naturlige analogen av det, den skarpe og limbekken av veretnianen. Selv vanlige sugekopper som brukes som et vedlegg for ulike husholdningsapparater eller lim inn på sko av arbeidstakere i vasken av høye vinduer, og de er lånt fra naturen. Støvler er utstyrt med slike suckers, quixbenene, på grunn av hvilken den kan holdes sikkert på glatte blader av planter. Forresten er sugekoppene begge på blekksprut som bruker dem til nær kontakt med deres ofre.

Добавить комментарий