Ceea ce este bionic "perpet

Ce este bionicica

Cititorul broșurii colonelului inginer. Printre industrii, se spune într-o broșură, în care se pot aplica datele obținute, radar, comunicare, echipament infraroșu, mașinile electronice de calcul au cea mai mare importanță. Autorul demonstrează convingător că concluziile BIONICS sunt capabile să joace un rol important în dezvoltarea echipamentelor militare - detectarea, comunicarea, gestionarea, echipamentele de automatizare.

Broșura este proiectată pentru cititorul de masă.

Cybernetics devine din ce în ce mai popular - ramura științei născute în primii ani după cel de-al doilea război mondial. Acesta este angajat în cercetarea matematică a proceselor de gestionare și comunicare în organismele vii și dispozitivele automate. Această direcție științifică a apărut la intersecția de științe exacte, tehnice și biologice, matematică, fizică, ingineri, biologi, medici, lingviștii au participat la crearea și dezvoltarea sa. De la studiul managementului și structurii sistemelor de control ale celor mai diferite stațiuni de natură la ajutorul metodelor matematice, s-ar putea dezvolta numai pe baza întregii scruporate în domeniul teoriei probabilității, a ecuațiilor diferențiale, a logicii matematice, a logicii matematice Teoria informațiilor.

Prima muncă în care a fost făcută o încercare de a sistematiza fundamentele cibernetice a fost cartea matematicii americane N. Wiener "Cibernetică sau Management și Comunicare în Animal and Machine" (1948). Oamenii de știință americani K. Shannon, A. Rosenblut și alții au participat la dezvoltarea principalelor idei prezentate în această carte.

Dezvoltarea disciplinelor matematice, care joacă un rol important în studiile cibernetice, a contribuit semnificativ la minunatele oameni de știință ruși A. Markov, A. N. Kolmogorov, N. N. BogoLyubov. Chiar înainte de formarea finală a ciberneticilor ca știință B. A. Kotelnikov a efectuat studii profunde ale Teoriei Generale a Comunicațiilor, A. Hinchin a interpretat o interpretare matematică strictă a teoriei informațiilor.

Ce este nou în principiul problemelor de emisii poartă cibernetica? Acesta ia în considerare sarcinile de gestionare în general, fără a intra în detaliile unui anumit dispozitiv de mecanisme individuale, noduri etc. același lucru în teoria comunicării. Întrebările sunt rezolvate de cibernetică fără clarificări, la ce tipuri de comunicare includ - la telegraf, radio, telefon sau oricare alta. Ca urmare a unei astfel de formulări, posibilitatea unui anumit unghi de vedere pare să ia în considerare generalul în procesele de gestionare și comunicări în mașini și organisme, pentru a efectua analogii între echipamentul de calcul și creierul uman.

Știm cu toții asemenea mașini tehnice ca regulator de viteză locomotivă, mașini-unelte, schimburi telefonice automate, mașini de control al rețelei electrice, mașini de control al reacției nucleare, stații meteorologice automate, autopilot. Acțiunile automatelor pot fi programate, cum ar fi funcționarea mașinii mașinii. Dar există automate capabile să funcționeze

O varietate de sarcini în funcție de condițiile externe

. Acestea includ autopiloturi instalate pe aeronave moderne și auto-alimentare, destinate retenției automate a navei la cursul direct.

Să explicăm principiul acțiunii unei astfel de automati pe exemplul autorului auto (fig.1). Sub influența multor factori deranjante (valuri, vânt), nava se poate abate de la cursul specificat. Elementul sensibil este giroscompasul - evaluează amploarea și direcția abaterii de la curs și pe senzorul său produce un semnal proporțional cu această abatere. Acest semnal prin legături intermediare intră în dispozitive speciale care produc comenzi sub formă de tensiune electrică, gestionând funcționarea servomotorului. Sub acțiunea tensiunii aplicate, motorul intră în mișcare și prin transmisia mecanică produce un volan de direcție la partea opusă pentru a schimba cursul. După mai multe scaune cu roți de direcție, nava iese la cursul specificat și toate elementele de control ale puterii automate ocupă poziția de pornire.

Smochin. unu. Schema de transport auto-ruble

Am oprit în detaliu acțiunea auto-autor, deoarece este clar vizibilă în caracterul și caracteristicile așa-numitelor sisteme de feedback care atrag și cibernetica.

Conceptul de feedback

Este considerat comun tehnologiei și biologiei. Principiul feedback este utilizat, de exemplu, într-un sistem care controlează echilibrul unei persoane. Rolul determinant al legăturilor inverse în construcția și reglementarea mișcărilor organismelor vii a fost înființată la sfârșitul celor douăzeci de știință sovietici.

În fig. 2 prezintă diagrama structurală a dispozitivului de feedback. Acțiunea sa este ușor de clarificat pe același exemplu cu elementul auto. În cursul diagramei A (T), B (t) - rezident la direcție. Canalul de feedback la elementul de comparare cu semnalul de ieșire este furnizat și, dacă B (T) diferă de direcția specificată, semnalul de nepotrivire este produs egal cu (t) -b (t), care este îmbunătățit în amplificatorul. Aceasta îi afectează pentru a reduce nepotrivirea la zero. Când nepotrivirea în absența influențelor externe tinde la zero, feedback-ul se numește negativ.

Smochin. 2. Diagrama structurală a dispozitivului de feedback

Un astfel de feedback este important nu numai pentru implementarea diferitelor mișcări ale organismului viu, ci și pentru implementarea proceselor fiziologice în el, pentru a-și continua viața în sine. Adevărat, aceste feedback acționează încet decât feedback-ul mișcărilor și pozițiilor.

Este cunoscut ca un cadru strâns al existenței celui mai înalt animal din punct de vedere al temperaturii, metabolismului etc. Schimbarea temperaturii corporale la jumătate de grade este considerată un semn al bolii și schimbarea temperaturii Cinci grade prezintă viața corpului.

Cerințe foarte stricte pentru tensiunea arterială osmotică și concentrarea în ionii de hidrogen IT. Organismul ar trebui să aibă un anumit număr de leucocite pentru a proteja împotriva infecției, schimbul de calciu ar trebui să fie astfel încât oasele să nu se înmoaie și țesuturile nu sunt calcinate.

Multe alte exemple care arată că există un număr mare de termostate, regulatori automat și alte dispozitive de feedback în corpul uman.

Acestea ar fi suficiente pentru o întreprindere chimică mare.

Comparând sistemele de management din organismul viu și al mașinii, oamenii de știință au fost forțați să fie mai strâns "peering" în esența acelor tipuri de "dispozitive", cu care percep animale și plante, analizează, transmite informații. Datele de pe dispozitivul unor astfel de dispozitive "pot fi extrem de importante pentru dezvoltarea multor ramuri noi - comunicații, locații, automatizări, echipamente infraroșii etc. Ca rezultat, a avut loc o nouă direcție a științei, angajată în studiul proceselor biologice și dispozitive de organisme vii pentru a obține noi caracteristici pentru rezolvarea sarcinilor tehnice și tehnice. Această nouă ramură a științei a devenit numită BIONICS. Numele său vine din cuvântul grecesc Bion, ceea ce înseamnă un element al vieții (adică elementul sistemului biologic).

Mulți specialiști consideră Bonică cu o nouă ramură a Cybernetics. În conformitate cu aceasta, ei îl definesc drept știință, explorarea căilor și metodelor de modelare electronică a sistemelor naturale de obținere, prelucrare, stocare și transmitere a informațiilor în organismele vii.

Cu o abordare mai largă, se disting trei direcții de bionică - biologice, tehnice și teoretice.

Biologica biologică

Acesta este angajat în studiul organismelor vii pentru a clarifica principiile fenomenelor și proceselor care stau la baza acestora.

Bionica tehnică

își pune sarcina spre recreere, procesele de modelare în natură și construirea pe baza acestui nou sistem tehnic fundamental și îmbunătățirea vechilor.

Bionica teoretică

Dezvoltă modele matematice de procese naturale. BIONICS utilizează date din biologie, fiziologie, anatomie, biofizică, neurologie, neurofiziologie, psihologie, psihiatrie, epidemiologie, biochimie, chimie, matematică, comunicații, echipamente de aviație și marine etc. Cea mai apropiată bițiune este în prezent asociată cu astfel de discipline tehnice. Ca Electronică, afaceri aviatice, construcție navală.

Cât de mare poate exista o serie de probleme în care oamenii au ceva de învățat din natură, arată pe astfel de exemple. Interesul experților a determinat capacitatea de delfinul de a se deplasa în apă fără prea mult efort la maximul de viteză pentru astfel de corpuri voluminoase. Sa observat că numai o mișcare minoră cu jet de cerneală (laminar) are loc în jurul dolphinului în mișcare, fără a trece în mișcarea Vortex (turbulentă). În timp ce submarinul inundat similar cu forma de delfinie, există o turbulență ridicată. Pentru a depăși rezistența numai din acest factor este petrecut înainte

9

/

zece

forța sa motrice.

Studiile au făcut posibilă stabilirea că secretul delfinului "anti-trailence" este ascuns în pielea sa. Se compune din două straturi - o grosime externă, extrem de elastică, de 1,5 mm și o grosime internă, densă, de 4 mm. Pe interiorul stratului exterior al pielii există un număr mare de mișcări și tuburi umplute cu spongiile moi. Ca rezultat, toată capacul exterior al delfinului acționează ca o diafragmă sensibilă la schimbările de presiune externă și stingerea apariției unui jet prin transmiterea presiunii canalului umplut cu substanța absorbantă a șocului.

În SUA, acest fenomen a fost numit "stabilizarea suprafeței de graniță cu o joncțiune distribuită". În exemplul pielii delfinului, a fost creată o carcasă din cauciuc, ale căror canalele interne sunt umplute cu lichid de absorbție a șocurilor. Utilizarea unei astfel de cochilii pe torpilă a făcut posibilă reducerea turbulențelor cu 50%. În Statele Unite, se crede că astfel de cochilii vor fi foarte valoroase pentru a acoperi submarinele, avioanele și alte dispozitive tehnice.

Un alt exemplu instructiv. În prelegerea "soarta umanității în epoca atomică", citită la expoziția mondială de la Bruxelles, omul de știință Sovietic NN Semenov, vorbind despre implementarea transformării directe a energiei chimice în viitorul apropiat, sa referit la artificial aparate musculare. Ce este? Pe baza studiului proceselor care apar în mușchii în care transformarea energiei chimice în mecanică, doi specialiști elvețieni au creat un model muscular. În loc de țesut muscular, se utilizează o substanță din familia giganților - acid poliacrilic.

Din acest acid a făcut o bandă de film subțire. Găsirea într-o miercuri acră, este într-o stare de lanțuri răsucite aleatoriu. Merită schimbarea unui mediu alcalin, deoarece moleculele de acid poliacrilic devin purtători de sute de acuzații negative. Acestea sunt respinse reciproc, molecula se îndreaptă până când ia forma de panglică atunci când încărcările de același nume vor fi îndepărtate maxim unul de celălalt. Înlocuirea inversă a mediului cauzează răsucirea moleculei gigantice etc. Dacă molecula este conectată la sarcină, atunci, îndreptarea și răsucirea, va funcționa. Astfel, energia chimică se transformă direct în mecanică. Este posibil să se obțină rezultate tangibile. Cablul acid poliacrilic cu un diametru de 1 cm este capabil să ridice sarcina cântărind până la 100 kg. Acesta este rezultatul care este interesant pentru tehnologie.

De interes deosebit, datele BIONICS sunt prezentate pentru electronica de radio. Rezultatele studiilor biologice vor ajuta la rezolvarea problemelor, cum ar fi acumularea și prelucrarea unui număr mare de informații, creșterea fiabilității sistemelor radio-electronice, crearea de noi mașini electronice, dispozitive de auto-căutare (adaptive), realizează o altă microminiatură de echipamente.

Biologia biologică explorează în mod deosebit proprietățile autorităților de percepție - ochii și urechile, elementele sistemului nervos, capacitatea animalelor, a peștelui, a păsărilor și a insectelor pentru a naviga în spațiul înconjurător, comunică, în mișcare etc.

În prezent, bionica tehnică este numai în stadiul inforalit, dar încearcă acum să creeze analogi artificiali ai celulei nervoase și metodele care imită procesele elementare de gândire sunt făcute în străinătate. Se crede că, în viitor, dispozitivul care imită lucrarea sistemului nervos poate contribui la crearea unei nave spațiale fără pilot pentru a studia planetele sistemului solar fără a fi nevoie de control la distanță de pe pământ. Pe aceeași bază, este concepută crearea unei game largi de mașini de computere bionice.

În scrierile sale, biologii se apropie din ce în ce mai mult de reproducerea simțurilor cele mai organizate ființe vii și o persoană cu cele cinci sentimente ale sale. În acest domeniu, natura ține o superioritate neizolată față de creațiile mâinilor umane. Cele mai avansate mașini electronice de calcul sunt departe de posibilitățile pe care le are creierul uman. Sistemul nervos al omului ia în considerare simultan factorii incomparabil, are un număr mai mare de canale paralele de informații decât orice mașină electronică foarte perfectă. Dacă vă imaginați o mașină electronică de calcul cu un astfel de element, ca și creierul, ar fi sute de milioane de ori mai mult din ea. Aceasta ar fi știința de a învăța cum să creeze astfel de elemente sfințite și fiabile pentru autoturisme, cum ar fi celulele sistemului nervos uman!

Nu este mai puțin valoroasă pentru a crea dispozitive de stocare ar fi explorarea capacității de a acumula și transmite informații prin cromozom, element structural al nucleului celulelor de animale sau de plante, jucând un rol important în ereditatea organismelor. În cromozom există un acid deoxiribonucleic - o substanță organică, a cărei moleculă are un număr mare de opțiuni de construcție. Se estimează că numărul de acid indicat, care este conținut într-o singură celulă a corpului uman, poate codifica informațiile conținute în textul a mai mult de 10 mii de cărți cu două sute de mii de cuvinte în fiecare.

Biiliunea este deosebit de interesată de crearea de mașini care reproduc proprietățile individuale ale sistemului nervos central al persoanei. Acestea sunt mașinile mașinilor capabile

Auto-urmărire

, Adică adaptați la schimbarea condițiilor de muncă. În imprimarea în străinătate, a fost raportată, de exemplu, autopilot de auto-ajustare. În funcție de condițiile de lucru, performanța sa este schimbată.

O altă proprietate a sistemului nervos -

Abilitatea de a "afla"

. Această proprietate este reprodusă în mașinile mașinilor "Recunoscute". Astfel de mașini pot fi utilizate pentru a recunoaște obiectele pe contururile lor externe, clasificarea acestor elemente și o imagine simbolică. Dispozitive care pot recunoaște și evidențiam semnalul și respectarea acesteia sunt foarte importante în sistemele de auto-reglare.

Omul este cunoscut

învăța

. Această abilitate încearcă acum să îndure și mașina. Trebuie să țină seama de experiența acumulată și să tragă concluzii pentru viitor. În afaceri militare, astfel de mașini pot servi la îmbunătățirea automată a sistemelor de arme deja create și a altor scopuri.

Studiul creierului uman, utilizarea datelor de la aceasta pentru a crea automate capabile să efectueze cel puțin o parte din funcțiile sale, să descopere perspective remarcabile pentru dezvoltarea celor mai recente domenii ale tehnologiei moderne.

Astfel, apariția și dezvoltarea bionicii au contribuit la creșterea nevoii umanității în procesarea și transferul unor cantități uriașe de informații. Baza tehnică Bionică - Realizări în echipamente electronice de calcul și microminiatură de echipamente. Dezvoltarea sa suplimentară, potrivit specialiștilor străini, depinde de atenția asupra zonelor analitice din neurologie, fiziologie și alte domenii de biologie, anterior științele descriptive atât de în principal. Desigur, pregătirea specialiștilor care cunosc atât biologia, cât și electronica va avea nevoie, de asemenea.

Credincioșii cursului său agresiv, imperialiștii Statelor Unite ale Americii și această nouă ramură a științei încearcă să folosească pentru a se pregăti pentru război. Departamentul de Apărare al SUA, potrivit tipăririi, monitorizează cu atenție dezvoltarea bionicii. Lucrările din acest domeniu conduce Departamentul de Dezvoltare Aviație a Centrului de Cercetare a Forțelor Aeriene ale SUA. Comenzile funcționează cu privire la problemele bionicii și ale Marinei SUA. Cu privire la semnificația care este atașată noii științe, șeful Departamentului American de Cercetare și Dezvoltare a Forțelor Aeriene General, General Schriver, a spus:

"BIONICS va da cheia pentru a rezolva sarcina de a îmbunătăți armele și caracteristicile personalului care servește arme". Apoi, el a remarcat că "bionicica atrage atenția experților americani la faptul că utilizarea modelelor vii ca o cheie pentru funcționarea sistemelor radio-electronice sau mecanice deschide noi perspective în tehnică"

.

Printre procesele biologice care sunt deosebit de interesate de specialiștii americani, există atât procesul de a crea "natura microscopicului, dar extrem de sensibilă a elementelor percepute".

Atenția este atrasă de activitatea sistemului nervos al organismelor vii, transformarea impulsurilor nervoase, studiul acumulării și recuperării informațiilor etc.

Studiile BIONICS efectuate în Statele Unite se referă la caracteristicile electrice ale țesăturilor și proceselor vii de excitație, fiziologie și chimie a "ceasului" biologic, schimbări ritmice în rata proceselor de schimb. Studiile din domeniul matematicii bionice sunt de asemenea efectuate, "antene" de fluturi, comportament migratori al porumbeilor, conexiunea peștilor, utilizarea mirosului pentru orientare la animale acvatice, trebuie studiată analiza valurilor în ureche. Se dezvoltă teoria informațiilor cu mai multe dimensiuni, o analiză matematică a designului unei mașini de calcul având 10

9

Elemente cumulative.

În septembrie 1960, a avut loc primul simpozion național din Bonicic în Statele Unite sub motto-ul: "Prototipurile live sunt cheia noii tehnici". 700 de persoane au participat: radioelectronică - 60%, fizicieni - 10%, matematicieni - 10%, biologi, biofiziciști și biochimii - 5%, psihologi și psihiatri - 5%. 25 de rapoarte au prezentat instituții de învățământ superior și firme ale țării.

În 1961, în Statele Unite a fost organizat cel de-al doilea simpozion din Bonicics. Multe rapoarte au acoperit rezultatele cercetărilor efectuate de Forțele Aeriene ale Statelor Unite și Marinei. Lucrările în domeniul utilizării militare a bionicii din Statele Unite au continuat în 1962 cu un domeniu de aplicare și mai mare. Astfel, presa a indicat că Forțele Aeriene a fost condusă de 14 evoluții, iar marina a sprijinit aproximativ 30 de lucrări în această direcție.

Specialiștii americani fac un pariu mare pe Bonics pentru a rezolva problemele dezvoltării comunicării. Deci, în fața lor, în funcție de recunoașterea lor, sarcinile dificile de procesare a informațiilor care circulă în sistemul electronic care leagă bazele militare, diferite tipuri de arme. Îmi fac griji și cu problema fiabilității, cum ar fi un sistem de comunicare cu sateliți. În acest caz, este considerat prea mic în Statele Unite, durata de viață a echipamentului, trebuie să crească 100-200 de ori. Experții se așteaptă ca studiul fiabilității organismelor vii să dea cheia pentru rezolvarea acestei sarcini.

Ea are grijă de atenția în străinătate și sarcina de a reduce dimensiunile și greutatea echipamentelor electronice în aviație. Între timp, nu sunt reduse, dar ele cresc rapid. Deci, bombardierul american a fost lansat în anul patru, a avut 2000 de piese electronice la bord, avionul din 1955 este de 50.000 de piese electronice, iar pe vehiculul de luptă din 1960, se utilizează 97.000 de piese electronice. De aceea aviatorii sunt interesați de probleme de dimensiuni, greutăți, nutriție la bord. Nu este întâmplător faptul că sunt reprezentanți ai reprezentanților aviației americane care sunt împușcători de învățare și reproducere artificială a dispozitivelor luminoase și compacte de organisme vii care necesită un mic consum de energie.

Datorită dezvoltării tot mai largi a bionicii și mai mari posibilități deschise pentru a-și aplica realizările în afacerile militare, este important ca gama largă de oameni din țara noastră să se familiarizeze cu cele mai importante probleme rezolvate de noua ramură a științei. Este utilă în special să cunoaștem cititorii noștri militari.

Recent, oamenii de știință din mai multe țări explorează în mod activ organele a cinci simțuri (ochi, urechi, simț al mirosului, gustului și tangingului) organismelor vii. În plus, este studiată capacitatea de a simți temperatura, durerea, vibrațiile, echilibrul etc.

Percepții, convertesc, în esență, un tip de energie la altul și au o sensibilitate uriașă, mai mare decât convertoarele corespunzătoare create de om. De exemplu, sa dovedit că un anumit pește sunt extrem de sensibili la miros. Unul dintre ele poate detecta prezența unei substanțe în vrac, dacă chiar o soluție a soluției este conținută doar 10

-paisprezece

G.

Este interesul și misterul designului unui receptor microscopic de oscilații cu ultrasunete disponibile în molii, în spatele căruia liliecii sunt vânați. Acest receptor care percepe frecvențe de la 10 la 100 kHz permite molii să detecteze inamicul prin radiația locatorului său la o distanță de până la 30 m.

Noi oportunități pentru tehnologia infraroșie pot deschide studiul unui organ special de șerpi rasiale, care percepe radiația de căldură și care răspund la o schimbare a temperaturii corpului radiator literal pe o mie de o mie de grad. Cu acest corp, șarpele, care de fapt vede rău, își poate găsi sacrificiul în întuneric. O astfel de sensibilitate pentru a oferi coordonatori termoși ai sistemelor de rachete și a altor dispozitive automate de control sunt visate de specialiști străini.

Cu o atenție deosebită, oamenii de știință din multe țări explorează organele de vedere prin care peste 90% din toate informațiile pătrunde în organism. Fotoreceptorii sunt supuși unor studii neglijente - celule nervoase care percep iritarea luminii, procesele de transmisie a energiei de la acestea și prelucrarea informațiilor vizuale. Atrage specialiștii și natura mișcării ochilor, prezentarea generală a ochiului spațiului și multe altele.

Ochii unei broaște, un animal marin - o sabie, insectele sunt studiate intensiv. Experții străini consideră că studiul structurii ochiului, mecanismul de vedere și caracteristicile omului și animalelor și animalelor pot beneficia de îmbunătățirea sistemelor de explorare a fotografiilor, clarificând mecanismul de viziune a culorilor și rezolvarea altor sarcini tehnice.

Nu este o sarcină mai puțin dificilă este dezvoltarea de organe artificiale de viziune. Un sistem artificial de telefon clopot este construit de un sistem artificial, care reproduce una dintre cele patru funcții ale ochilor broaștei. O altă companie a construit un model de "detectoare de insecte" în imaginea și similitudinea vehiculului vizual. Modelul conține șapte fotocelule, șase dintre ele provoacă iritații, iar al șaptelea frânare a nervului artificial. În absența unei insecte, toate fotocelurile sunt aprinse uniform, iar semnalele de iritare și frânare sunt complet susținute. Când apare o insectă, fotocelul central este întunecat, înseamnă că semnalul de frânare este slab și semnalul de iritare se aplică "nervului".

De asemenea, este raportat la dezvoltarea unui dispozitiv electronic, care reproduce efectul ochiului crabului de potcoavă. Acest ochi a fost interesat de oamenii de știință de faptul că are capacitatea de a consolida contrastul imaginilor obiectelor vizibile. Această proprietate a ochiului de crab ar trebui să fie utilizată pentru a facilita analiza imaginilor de televiziune, precum și a fotografiilor aeriene, fotografiilor Lunii etc.

Rezultatele foarte semnificative dau un studiu mai detaliat al organelor auditive umane. Se știe că înfășurarea concentrică a cochiliei urechii este după cum este necesar pentru auz, precum și al doilea ochi, ele oferă posibilitatea de a defini perspectivele - locația sursei de sunet. Studiile au stabilit că, datorită convoluțiilor curbate ale cochiliei urechii, sunetul vine la EARDRUM REAPECKENS. Acest lucru vă permite să determinați locația sursei de sunet.

Printre aplicațiile posibile ale acestei descoperiri - crearea unei "urechi exterioare" sintetice pentru un dispozitiv care captează surse de sunet subacvatice. Unul dintre oamenii de știință din Statele Unite au demonstrat discuri groase cu trei găuri forate în ele, care, după cum a indicat, îndeplinesc rolul de chiuvetă umană. Un astfel de disc perforat, plasat sub capul microfonului, care este înregistrat, creează o întârziere în timp, permițând înregistrarea în timp ce ascultă înregistrarea pentru a determina distanța și direcția sunetului.

Pe tipul de meduze, oamenii de știință sovietici au construit un dispozitiv care prezice aproximarea furtunii. Se pare că chiar și un astfel de animal de animal marin aude indisponibili indisponibili, care rezultă din frecare de unde de aer și având o frecvență de 8-13 oscilații pe secundă.

Jellyf are un schelet, un capăt cu o minge fluidă, în care pietricele plutesc la capătul nervului. Primul percepe "vocea" furtunii balonului umplute cu lichid, apoi prin pietricele, această voce este transmisă nervii. În dispozitivul care imită corpul auzului din meduze (fig.3), există o rădăcină, un rezonator care transmite oscilațiile frecvențelor dorite, piezodatchik, care transformă aceste oscilații la impulsurile curentului electric. Apoi, aceste impulsuri sunt îmbunătățite și măsurate. Un astfel de dispozitiv permite determinarea ofensivei furtunii în 15 ore.

Smochin. 3. Diagrama dispozitivului - Furtuna predictorilor

Din 1950, unul dintre experții străini folosește o ureche artificială, care este un microfon al unui design special. Curentul electric care curge în circuitul microfonului excită membrul nervului auditiv. Acest lucru, desigur, primul design imperfect, deoarece în realitate nervul auditiv are o "criptare informațională complexă. Pentru a recrea artificial, o mulțime de eforturi vor avea nevoie de multă efort, în special, specialiști în domeniul electronicii.

În acest sens, în străinătate este studiată intens de mecanismul de percepție a sunetelor de către o persoană care utilizează un model electronic care reproduce proprietățile de frecvență ale urechii. Specialiștii au reușit să pătrundă în esența multor fenomene, în special în procesul de percepție a timbrei.

Specialiștii încearcă, de asemenea, să creeze un model, care este similar cu urechea umană distinge semnale slabe față de fundalul zgomotului.

În plus față de organele de viziune și auz, atenția specialiștilor atrage corpul de sensibilitate la temperatură de la lăcustă (se află pe al doisprezecelea segment al mustarii), la tije și rechini, mecanismele unui sentiment de timp în Animale, păsări și insecte. Mecanismele de senzație de timp sunt numite ceas biologic. Ei controlează ritmurile vieții corpului și pentru un ritm există câteva ore. Studiul în insecte a arătat că sunt asociate cu celule speciale în nodurile nervoase. Aceste celule produc hormoni speciali pentru a controla ritmurile activității vitale.

Cercetarea ceasurilor biologice a fost efectuată într-o serie de universități și instituții străine. Ei au arătat că aceste ceasuri sunt insensibile la schimbarea temperaturii numai la anumite cadre. Când temperatura emite pentru aceste cadre, de exemplu, la răcirea la 0 °, ceasul biologic se oprește. După creșterea temperaturii la normal, încep să meargă din nou, rămânând în spatele timpului de oprire.

Specialiștii din străinătate caută să creeze un analog electric al ceasurilor biologice. Analogul a introdus generatorul, caracterul oscilațiilor depinde de impactul asupra mediului - alternările luminii și întunericului, fazele Lunii etc. Acest dispozitiv, prin planul designerilor săi ", trebuie să arunce lumină asupra proceselor de funcționare de sisteme biologice atunci când sunt expuse unor condiții de schimbare periodică pentru miercurile înconjurătoare.

În Pavilionul Energiei Atomice, la expoziția All-Union a realizărilor economiei naționale URSS, atenția vizitatorilor atrage un manipulator care, așa cum a fost, prelungește mâinile operatorului și îi permite să facă lucrarea în care persoana nu poate fi localizată in orice fel. O astfel de situație poate apărea, de exemplu, la întreprinderea industriei nucleare, unde există zone de contaminare radioactivă. Și aici, în locul în care ar trebui să se efectueze orice operațiune, manipulatori au funcționat la distanță. Ei au un număr mare de libertate de libertate și sunt capabili de echipe de operare observând un loc sigur, să efectueze o varietate de operațiuni. Ele pot lua nave, lichide de depășire, meci de lumină etc.

Dacă sunteți introdus în dispozitivul de manipulator în detaliu, puteți stabili că acesta este principiul acțiunii - o pârghie. Se intenționează să efectueze un număr strict definit de operațiuni necesare pentru implementarea experimentului. Dar este posibil să creați un manipulator fără un sistem de pârghie? Și aici pentru a ajuta oamenii de știință să poată cunoaște elementele de bază ale managementului într-un organism viu și, în special, biotoki.

Ce sunt biotoki și când sunt detectate? Peștele electrice, adică pește, în corpul căruia apar diferențe potențiale ridicate, erau cunoscute oamenilor cu mult înainte ca prima sursă de curent artificial să fie creată. Desigur, pe oamenii din acele vremuri îndepărtate, proprietățile electrice ale peștilor au fost împiedicate de frică, deoarece animalele mici erau în prezența lor din cauza descărcărilor electrice, leziunile au fost învins.

Primul care cercetă electricitatea într-un organism viu a fost Italian Luigi Galvani. În anii '90 ai secolului al XVIII-lea, el a condus o serie de experimente cu o broască și a constatat că curenții pe termen scurt apar în țesutul neuromuscular în anumite condiții. Electricitatea, a încheiat un om de știință, este într-un organism viu.

Alessandro Volta a acționat împotriva acestor constatări, ceea ce a creat prima sursă de curent numită mai târziu de un element galvanic. Dar știința modernă confirmă corectitudinea concluziilor Galvanei. Într-adevăr, în organismul viu, energia electrică există.

... Pește de mare din genul ASTROSCOPUS are o modalitate de a produce alimente pe baza utilizării energiei electrice. Ochii și gura de la acest pește sunt situate pe spate. Dacă există un mic bărbat mic în câmpul ei de vedere, prădătorul este fabricat în "atac". La momentul apariției prăjită la nivelul ochiului la organele electrice, se prezintă semnalul, iar descărcarea electrică este trimisă spre prăjituri. Masculin de sex masculin scade drept pradă drept în gură.

În prezent, mai mult de o sută de specii de pește, capabile să producă energie electrică cu o diferență potențială destul de ridicată. Deci, slotul electric poate crea o tensiune de până la 70 V. Descărcarea cu o astfel de diferență de potențiale este mijlocul de a proteja patina de atac de dușmani. Electric SOM, în funcție de iritație, este capabil să provoace o tensiune de 80-100 V și mai mult, și eel electric - de la 300 la 500 V.

Peștele capabile să creeze descărcări electrice puternice se găsesc în principal în mările tropicale. Ele produc electricitate cu organele lor electrice speciale.

Dar acest lucru nu înseamnă că numai unele organisme vii sunt deosebite pentru electricitate. Pur și simplu au proprietăți electrice exprimate într-o măsură mai puternică. Curenții mai slabi apar sistematic în toate organismele vii și chiar în plante. În studiul curenților în organismele numite bioelectrice, astfel de oameni de știință au făcut o mare contribuție, cum ar fi Dubois Ramon, I. Sechov și alții. Minunat fiziologul rus N. E. Vvensky în 1882 a făcut biotoții și-a depus vocea: a reușit să audă mușchiul și nervii omului în telefon. Oarecum mai târziu, compatriotul nostru V. Yu. O CHAVETE pe baza generalizării tuturor datelor privind biotok-urile primite înaintea lui a fundamentat teoria apariției lor într-un organism viu. Această teorie a fost apoi bazată pe idei moderne despre biotoki. A existat o ramură specială a fiziologiei angajate în procesele electrice în organele și țesuturile corpului.

Cum explică acum originea biotokelor? În procesul de metabolism între organism și mediu, se produc sute de reacții biochimice între țesuturi și organe, molecule încărcate electric și atomii numiți ioni. Ionii pozitivi (cationi) sunt mai mici, mai mici decât ionii negativi (anioni). Ca urmare, cationii sunt mai ușor prin partițiile celulare decât anionii, sunt create condițiile pentru separarea lor, adică formarea între părțile individuale ale țesutului muscular, de fier sau nervos al diferenței potențiale. În corpul persoanei care nu lucrează, ajunge la 0,01 V, în corpul muncii - ajunge la 0,03 V. La deteriorarea țesutului, diferența potențială poate ajunge la 0.06-0.07 V. Rolul dirijorului pentru curenții care rezultă din prezența diferenței potențiale este jucat de țesuturi cu o conductivitate mai mare decât vecinul.

Biotourile sunt formate în toate organele și țesuturile. Ele apar și atunci când lucrează cu inima, consumând apoi în tot corpul. Inima relaxată are un potențial pozitiv, abreviat - negativ.

Mai ales important este atașat studiului curenților formați în timpul activității creierului. Diferența dintre potențialul lor este măsurată de milioane de volți. Curenții creierului pot fi detectați prin impunerea electrozilor speciale pe cap și le conectează cu un amplificator de electroni (cu un câștig în zeci de mii). Ca rezultat, pe ecranul osciloscopului, puteți vedea natura curenților și modificările acestora.

Oamenii de știință au stabilit că curenții de creier au un anumit ritm. Există deja câteva astfel de ritmuri - alfa, beta, gamma și altele. Frecvența modificărilor în ritmul alfa (8-12 oscilații pe secundă), este mai mare la beta-ritm (20-30 oscilații pe secundă) și chiar mai mare la ritmul gamma. Frecvențele, ceea ce înseamnă și ritmurile depind de starea în care există o persoană. O anumită întrerupere a creierului este definită de aceleași schimbări în Biotokov. O astfel de dependență de natura curenților din starea corpului permite oamenilor de știință să studieze procesele care apar în creierul uman. Și nu numai să înveți, dar uneori să judece dacă o persoană este sănătoasă dacă este bolnavă, atunci și așa mai departe.

Și în 1962, biotourile creierului au fost folosite pentru a observa de pe pământ pentru corpul corpului astronauților din Andria Nikolaev și Paul Popovich. Pentru aceasta, oamenii de știință trebuiau să utilizeze sistemul de bioteritate, adică transmiterea datelor radio de pe biotoki. Echipamentul special a fost creat, dezvoltat cel mai eficient mod de a conduce Biotokov, sistemul de extindere a electrozilor.

Și la 11 august 1962, în timpul pregătirii lui A. Nikolaev, setul cu cască cu electrozi de argint mic în frunte și a fost pus pe zbor. Pe suprafața electrozilor - un strat subțire de pastă specială. Aceasta compactă contactul electrozilor cu pielea.

Firele de la electrozii sunt însumate până la un amplificator miniatural plasat împreună cu surse de alimentare într-o cutie mică și este în buzunarul ghemului.

Numai zborul istoric a început, iar pe Pământ, specialiștii de medicină spațială au avut deja în mâinile înregistrării unei persoane a biotlocurilor umane în spațiul interplanetar. Aceleași înregistrări au fost efectuate din partea navei spațiale est-4, pilotate P. Popovich. Descifrarea acestor înregistrări a dat un material științific bogat. Obținerea primului în istoria înregistrărilor științifice ale biotokelor din spațiu este o realizare remarcabilă a medicinii spațiale sovietice și a electronicii noastre.

Studiul biotetelor creierului cosmonautului permite obținerea unei idei despre starea fiziologică a sistemului nervos central în ansamblu și face posibilă judecarea reacțiilor sale la diferite influențe asociate zborurilor cosmice multi-zi. Introducere în programul de observații ale astronauților pentru a-și înregistra biotok-urile creierului au urmărit scopul de a investiga starea psihică nervoasă a corpului uman în timpul șederii prelungite într-o stare de greutate. Metoda de studiere a biotipurilor creierului într-o oarecare măsură vă permite să controlați starea de somn și de veghe, oboseală și excitație.

Cosmonauții au fost studiați la o distanță nu numai biotok-uri cerebrale, ci și activitatea electrică a mușchiului cardiac, a reacțiilor cu pielea galvanică. Controlul asupra activității electrice a mușchiului inimii oferă o idee despre starea sistemului cardiovascular. De asemenea, a fost utilizat în zborurile anterioare, ceea ce a făcut posibilă compararea datelor obținute.

Studiul reacțiilor cu pielea galvanică servește, de asemenea, ca o sarcină de a studia starea sistemului nervos central. Sub reacțiile galvanice ale pielii, este înțeleasă un complex complex de activitate bioelectrică a pielii, datorită biotokurilor de umflare și rezistenței electrice (ohmice). Ca urmare a excitației centrelor vegetative superioare, modificările rezistenței electrice ale pielii. Aceasta înseamnă că poate fi judecată asupra iritațiilor durerii, a stresului emoțional etc.

În observațiile astronauților de pe pământ, au fost utilizate înregistrarea mișcărilor ochilor, bazată pe capturarea diferenței potențiale dintre bulele de ochi încărcate pozitiv și încărcarea negativă cu departamentele interne (retină și coajă). În același timp, în unele cazuri, biotourile mușchilor oculari au fost, de asemenea, capabili să sărbătorească.

Toate aceste modificări au fost destinate să obțină informații obiective privind încălcările aparatului vestibular al cosmonauților (aparat, "cunoașterea" de echilibrul corpului uman). Faptul este că, cu astfel de încălcări, există mișcări ritmice involuntare ale globului ocular, caracterizate printr-un anumit domeniu și frecvență. În plus față de observarea încălcărilor aparatului vestibular, metoda de înregistrare a mișcărilor oculare oferă o idee despre activitatea motorii a cosmonautului.

Deoarece curenții formați în creier sunt variabile, ele provoacă un câmp electromagnetic în mediul înconjurător, desigur, mult mai slab decât acele câmpuri care creează antene de post radio. Cu toate acestea, câmpul electromagnetic al creierului poate fi prins. Recent, de exemplu, am reușit să luăm valuri "creier" la o distanță de câțiva metri. În același timp, natura valurilor, așa cum se presupune, depinde de ceea ce se angajează în prezent într-o persoană. Și acest lucru aparent, va aduce, de asemenea, mari beneficii științei, în special medicină.

Deja în imprimarea în străinătate, o discuție largă sa desfășurat în jurul telepatiei - transmiterea gândurilor la distanță. Revista franceză, de exemplu, a descris că experimentul conexiunii mentale dintre oameni ar fi fost descris, dintre care unul era pe țărm, celălalt - la îndepărtarea a la 2000 km de țărm la bordul submarinului nuclear Nautilus. În sesiunile numite, un om pe mal a fost acela de a ghici cărțile despre care un om în înot gând. Coincidența care ar fi ajuns la 70%.

Cât de fiabil acest mesaj este dificil de judecat. Dar faptul că utilizarea câmpului fizic al oamenilor de știință creierului se gândește serios, fără îndoială.

Dar înapoi la biocurses. La urma urmei, am început să vorbim despre ele în legătură cu posibilitatea aplicării lor pentru a îmbunătăți instrumentele de control la distanță și, în special, manipulatori de pârghie. Se pare că acesta este un lucru foarte real.

Să citiți, cititorul, mutați mental tranziția de la Pavilionul Energiei Atomice a expoziției Uniunii de realizări ale economiei naționale în pavilionul Academiei de Științe URSS. Iată un manipulator de biota. Are multe în comun cu pârghia, dar există și o diferență fundamentală între Biotok. Pentru a face acest lucru, brățara este pusă pe mâna operatorului, ale căror electrozii sunt strâns în contact cu pielea de pe site-ul antebrațului. Este în acest loc că mușchii, provocând îndoirea și extinderea degetelor mâinilor omului. Din brățară, firul se întinde pe peria artificială - manipulator. Porniți operatorul să-și îndoi mâna, iar mâna artificială va începe exact aceeași mișcare. Acest lucru se realizează datorită faptului că biotourile apărute în mușchi sunt capturate de brățară, sporește și se leagă la mâna artificială.

În fig. 4 (în partea de sus) care prezintă o diagramă bloc de control bioelectric. Acesta include un colector de curent, amplificator, convertoare, organism executiv (manipulator). Convertorul este conceput pentru a determina ce mișcare intenționează să efectueze operatorul și să dați impulsul corespunzător manipulatorului. În fig. 4 (de mai jos) prezintă schema acționării hidroelectrice a mâinii artificiale a manipulatorului biotehnologic.

Smochin. patru. Manipulator bioelectric și unitatea hidroelectrică

Cum apar procesul de control bioelectric? Pentru a înțelege mai bine acest lucru, trebuie să ne amintim cum sunt efectuate informațiile de la celulele nervoase la creierul persoanei și ordinele de la ea cu mușchii. Principalul rol în acest lucru este jucat de procesele de entuziasm nervos. Celulele nervoase (receptorii) atunci când iritarea le afectează, "Răspundeți" prin semnale. Și aici este legea: toate sau nimic. Aceasta este, atâta timp cât iritarea nu atinge un prag, nu provoacă excitație a celulelor nervoase. De îndată ce depășește această valoare, impulsurile trec prin fibrele nervoase. Aceste impulsuri sunt trimise la creier, raportează informații: "Hot", "liniștit", "tare", "alb", "roșu" etc.

Ordinele mușchilor la acțiune sunt, de asemenea, transmise sub formă de impulsuri specifice. Aceste impulsuri pe rețeaua nervoasă provin, de exemplu, în mușchii care controlează mișcările mâinii periei. Impulsurile urmează unul după altul, cu o anumită frecvență, care este mai mare, cu atât este mai puternică peria. Frecvența atinge zeci și sute de impulsuri pe secundă, iar amplitudinea lor rămâne neschimbată, deoarece nu este determinată de forța iritației, ci proprietățile nervului.

Și așa am decis să folosim biotok-uri care apar în mușchi pentru a controla mâna artificială. Aici vom aștepta astfel de dificultăți ca o putere mică a semnalelor, prezența unui număr mare de Biotokov, din care impulsurile care vă interesează. Acest lucru este pentru acest lucru și sunt furnizate în schema de manipulator bioelectrică, amplificatorul și unitatea de conversie, solidificând inteligența operatorului.

Astfel, manipulatorul bioelectric este un sistem de control în care "programul" stabilește un organism viu și își execută dispozitivul tehnic extern. Poate exista un sistem de gestionare bioelectrică de un alt fel? Da. Puteți specifica un program sub formă de impulsuri electrice utilizând un dispozitiv tehnic, iar organismul viu va efectua acest program. Un astfel de sistem este, de exemplu, în aparatul pentru tratamentul energiei electrice. Impulsurile electrice generate de generator afectează creierul, cauzează frânarea celulelor nervoase, corpul de somn apare în organism.

O astfel de întrebare apare: dacă este imposibil să se asigure că manipulatorul bioelectric nu comprimă doar și stoarse mâna artificială, dar a reprodus și alte funcții ale mâinii unei persoane? Desigur, este posibil, dar uneori este recomandabil din punct de vedere tehnic să se reproducă doar anumite mișcări de mână, nu prea complicând designul manipulatorului.

Trebuie remarcat faptul că mâna artificială poate asigura efortul de multe ori mai mult decât mâna unei persoane. Acest lucru nu împiedică faptul că biotourile sunt slabe. La urma urmei, ele acționează ca semnal de control și poate "comanda" surse mai puternice de energie mai puternice.

Manipulatorul bioelectric este doar primul pas în dezvoltarea acestui nou sistem de management. Înainte este o perspectivă largă de a folosi biotourile diferitelor mușchi, în special mușchiul inimii, mușchii care controlează mișcările de respirație etc. Deja stabilite în țara noastră sistemul de control al raze X în detrimentul biotokului mușchiului inimii. Acest lucru face posibilă obținerea unei imagini a inimii în orice moment al reducerii acesteia.

Radiația undelor radio cu mușchii corpului uman este în curs de desfășurare. În imprimarea americană, de exemplu, prezența radiațiilor la o frecvență de 150 kHz și mai sus. Această radiație se întâmplă atunci când mușchiul este tensionat și funcționează. Mai mult, diferiți mușchi emit diferit, mai puternici decât cei mari. Muschii muzicii sunt deosebit de puternici radiații. Forma tuturor acestor radiații este vârfurile ascuțite.

Oamenii de știință din blocurile agresive NATO încearcă să utilizeze bioții în primul rând pentru a crea dispozitive militare.

Revista franceză "Xyansevi", în decembrie 1961, a scris despre utilizarea biotok-urilor ca un amplificator al energiei musculare. Doctorii Ellis și Schnedermeyer au dezvoltat un sistem care oferă o oportunitate de a crește potențialul electrolitografic al mușchilor de șase ori. Percepând acest potențial folosind discuri metalice adiacente pielii în punctul celui mai mare val de energie nervoasă pe piele, discurile selectează bioții și fac posibilă utilizarea lor pentru a alimenta motorul mic.

Încăpitator este remarcat cu privire la posibilitatea de a folosi această deschidere în scopuri militare. "Servosoldat" va putea să transporte unelte grele și să se deplaseze cu mult mai repede decât oamenii obișnuiți. Un astfel de soldat va fi capabil să se miște și aeronave asupra energiei musculare.

Acum, știința studiază capacitatea de a utiliza managementul Biotok Brain. Acest lucru ar însemna că bioto-urile creierului în sine ar comanda lucrarea mașinii, dispozitive tehnice ar acționa în conformitate cu ordinele gândirii umane.

Studiul proceselor în natură este capabil să furnizeze tehnologii nu numai controalelor bioelectrice la distanță, ci și surse de energie electrică pe baza unei descompuneri și oxidare a substanțelor organice care duc la producerea de energie electrică. Este cunoscut, de exemplu, că electricitatea este formată în stratul inferior al oceanului, se pare că există o celulă gigantică de combustibil. Principiul funcționării unui astfel de element este reprodus în fig. cinci.

Smochin. cinci.

Schema celulei de combustibil biochimic

După cum se poate observa din figură, celula de combustibil constă din două secțiuni separate printr-o partiție semi-permeabilă. În interiorul secțiunilor - catozi inerți. Secțiunea anodului conține "combustibil" - un amestec de apă de mare cu substanțe organice, precum și un catalizator - celule bacteriene. Apa de mare cu oxigen este plasată în secțiunea catodică. Când elementul funcționează, ca în stratul inferior al oceanului, combustibilul este oxidat și energia este eliberată, care este furnizată ca un curent electric în lanțul exterior.

Avantajele unui astfel de element sunt costuri reduse, deoarece utilizează produse "libere". În ceea ce privește timpul de lucru, acesta poate fi infinit de mare dacă în secțiunea catodică pentru a introduce alge live cu adăugarea de săruri anorganice necesare puterii lor și iluminează elementul cu lumina soarelui. Imprimarea raportează interesul în astfel de elemente ale Marinei SUA.

Într-o altă sursă biochimică pentru a accelera procesul de degradare și oxidare, se utilizează un tip diferit de bacterii, datorită căruia reacțiile sunt accelerate de un milion de ori.

Elementul are o tensiune de 0,5-1 V. Datorită faptului că pot fi utilizate bacterii de apă uzată, în special bacteriile din intestinul unei persoane, poate fi deschisă posibilitatea teoretică de creare a sistemelor cu un ciclu închis pentru cochilii cosmici. În SUA, cercetarea se desfășoară în această direcție.

Deci, studiul fenomenelor electrice în natură îmbogățește ingineria electrică cu un nou arsenal de fonduri.

Interesul mare de la Birch se manifestă în natură organisme de viață orientate în mișcarea lor, determină obstacolele, găsiți în mod inconfundabil direcția cea bună în călătorii foarte lungi. Un beneficiu considerabil al designerilor dispozitivelor de navigație au adus, de exemplu, un studiu detaliat al unor autorități de orientare a insectelor în zbor.

... atenția naturaliștilor a fost mult timp atrasă de două apendice din spatele aripilor în insecte duble, având forma unei cârpe conectate la o pernă subțire. Acesta este un buzz, care în zbor vibrează continuu. Capătul exterior al fiecăruia se mișcă de-a lungul traiectoriei arcului. Tendința spre o astfel de mișcare este păstrată și atunci când se schimbă direcția de zbor. Acest lucru creează o umplutură a unui animal de companie pentru care creierul insectelor definește schimbarea în direcție și dă mușchilor echipei, controlul mișcării aripilor.

Principiul acestui dispozitiv a fost utilizat de designeri atunci când creați un nou tip giroscop de tip. Se știe că giroscop-un element sensibil indispensabil al tuturor sistemelor de management care se deplasează obiecte, inclusiv nave, aeronave, rachete. Conform dorinței buzzului în designul său, plăci vibratoare subțiri. Sa dovedit că o astfel de giroscop are mult mai multă sensibilitate decât cea obișnuită. Dar principalul său avantaj este expunerea mai scăzută la influența accelerărilor mari. Devenind "suflet", de exemplu, un astfel de dispozitiv, ca un pointer de agregate, a constatat aplicat pe aeronave moderne de mare viteză.

Iată un alt exemplu al aplicației cu succes a datelor BIONICS. Datele sale sunt posibile de a crea o "busolă de lumină polarizată", adică un dispozitiv capabil să localizeze planul de polarizare pentru a determina localizarea sursei de lumină. A făcut o busolă în imaginea și asemănarea ochiului muștelor sau a albinelor. Se știe că elementele independente ale ochilor sferici ai acestor insecte (ommatids) sunt împărțite în opt părți situate ca asterisc. Gradul de transmitere a luminii polarizate depinde de direcția de la care vine. Nu accidental pentru ochi, de exemplu, albinele diferite zone ale cerului vor avea o luminozitate inegală. Pe această bază, determină locația sa spre soare, chiar și atunci când este ascunsă de nori. În mod similar, busola cerească a luminii polarizate poate fi utilizată în transportul pentru orientarea poziției strălucirii, indiferent de vreme.

Pe baza acțiunii ommatidiei, a fost creată în străinătate și un alt dispozitiv. Se știe că există mai multe imagini ale subiectului. Ajută la urmărirea obiectului în mișcare, deoarece intră în mod constant în câmpul de vedere al fiecărui ivymidiu. Pe această proprietate, insectele poate determina viteza subiectului.

Dispozitivul de ochi al insectelor a servit ca prototip al unui nou dispozitiv pentru măsurarea instantanee a vitezei aeronavei. Dispozitivul sa dovedit ieftin, mic. El informează observatorul cu privire la viteza aeronavei sau orice alt organism care traversează domeniul său de vedere.

Exemplele de mai sus arată posibilitățile de bionică pentru a îmbunătăți tehnologia de navigație, dar nu dau niciun motiv să se susțină că toate procesele în natură încep și rămân doar pentru a colecta fructe. De fapt, bionicile au o mulțime de probleme nerezolvate, în special în studiul metodelor și dispozitivelor care permit animalelor să navigheze în diferite condiții și în special în timpul migrației.

Diferiți reprezentanți ai lumii animalelor - macarale, lilieci, acnee - depășesc distanțele multor mii de kilometri și întotdeauna ajung la locul reproducerii lor. Chiar și o astfel de creatură cu viteză mică, ca o broască țestoasă, poate depăși distanțele lungi, strict rezistente la direcția dorită. La fiecare trei ani, țestoasele marine, depășind calea de cinci cu mai mult de mii de kilometri, sunt colectate într-un anumit loc pentru a pune ouăle.

Experții au sugerat că migrația este explicată prin căutarea marginilor calde. Dar sa dovedit, un Petru, de exemplu, face ca un mod de la Antarctic la Polul Nord. Deci, această explicație nu este suficientă.

Cu un studiu mai atent al procesului de migrare, au observat că zborul de păsări afectează, astfel încât să vorbească, "situație astronomică". A fost posibilă instalarea în planetariu, unde stelele au fost reproduse și observarea zborului de noapte a robilor. Faptul că în zbor unele păsări se concentrează asupra stelelor, poate explica faptul că noaptea zboară peste nori, la înălțimea multor mii de metri.

Cum se desfășoară această orientare - să spună până când este imposibilă. Cu toate acestea, unele sugestii indirecte asupra naturii proceselor sunt deja acolo. Sa stabilit că undele radio emise de emițătoarele locatorilor și stațiilor conectate interferează cu "dispozitive" de orientare a păsărilor în zbor pentru a-și îndeplini funcțiile. Aceasta înseamnă că sistemul de navigație păsări se bazează pe utilizarea oscilațiilor electromagnetice.

Se știe cât de mult sistemele de astronavigație în gestionarea rachetelor în aeronave și expediere sunt acum achiziționate. Deoarece ar fi important pentru metodele de bionică de a explica această abilitate a animalelor, de a studia și a reprodus din punct de vedere tehnic un astfel de organ uimitor.

Connoissele tehnicilor radar moderne nu pot decât să dobândească un astfel de fapt. Doi oameni de știință americani au decis să exploreze problema modului în care bărbații din fluture "ochi de noapte mică de noapte" (Saturnia pavonia) găsesc o femeie la o distanță de 10 km. Sa decis să se încheie o femeie sub sticlă. Fluturii de bărbați au zburat încă la femeie. Nimic nu a dat plasarea femelelor pentru grila de metal. Doar un ecran care nu transmite raze infraroșii, așa cum a fost, complet izolate fluturi de diferite sexe unul de celălalt. Oamenii de știință americani au ajuns la concluzia în siguranță că bărbații au, așa cum a fost, "Localizatorul razelor infraroșii". Poate că cercetările ulterioare vor rafina această concluzie inițială. Cu toate acestea, nu este nici o îndoială că aceste dispozitive de dimensiuni mici pentru detectarea obiectelor la distanțe în zeci de kilometri merită cea mai apropiată atenție.

Cercetarea cercetării din SUA din SUA este condusă de "sistemul de navigație biologică" de porumbei. Oamenii de știință încearcă să dezvăluie secretul modului în care porumbeii se concentrează pe teren necunoscut și găsesc calea spre casă. Pentru a observa aceste păsări pe parcursul zborului, se aplică un sistem complet nou. Se bazează pe recepționarea semnalelor unui transmițător radio miniatural, întărită pe partea din spate a porumbeului.

Transmițătorul radio funcționează într-un interval de valuri (frecvență de 140 MHz). Este asamblat exclusiv pe semiconductori și cântărește 66,8 g. Sursele curente sunt baterii de mercur, oferind 20 de ore de funcționare continuă. Antena - absolvire, lungime de 101,6 cm. Astfel încât să nu fie confuză în pene de coadă, o parte semnificativă a acesteia este îmbrăcată în fibră de sticlă.

De-a lungul traseului estimat, porumbelul este situat în stații de înregistrare pentru înregistrarea direcției mișcării sale. Receptoarele pot primi semnale de la porumbelul "radio" din orice direcție la distanțe de peste 33 km. Creșterea porumbeilor, într-un timp strict definit, iar punctul de vedere este aplicat cardului. În timpul unui zbor de porumbei din cartierul Philadelphia, observația a fost efectuată timp de 33 km.

În plus față de direcția de zbor, sa decis să se monitorizeze schimbările din mediul extern și răspunsurile corpului corpului. Interesați de oamenii de știință și de tensiunea arterială și de respirația porumbeilor. Ca rezultat, ei speră să dezvăluie misterul navigației biologice și pe această bază pentru a crea mici sisteme de navigație și detectare.

Studiile nu se limitează la porumbei, este planificat să exploreze "experiența" păsărilor ca albatrosse. De asemenea, este destinat să organizeze studiile mișcărilor de delfini maro, balene, rechini, broaște țestoase marine, adică astfel de animale care sunt aproape de suprafața apei aproape tot timpul, ceea ce facilitează urmărirea acestora.

Se știe că atunci când explicați principiul radarului se referă, de obicei, la șoareci volatili, care disting cu ușurință între obstacolele din zbor, radiații valuri sonore și luând semnale reflectate. Dar sa dovedit că nu numai principiul funcționării aparatului de locație al șoarecilor este de interes, ci și dispozitivul și caracteristicile sale. Oamenii de știință au stabilit acum că acest dispozitiv are o precizie mai mare decât creat de radioul și hidrocatorii omului. Sa dovedit că liliecii uneia dintre speciile detectează cu ușurință un fir cu un diametru mai mic de 0,3 mm, în ciuda faptului că dă, desigur, un semnal reflectat extrem de slab.

Este, de asemenea, caracteristică că acuratețea descoperirii obstacolului este realizată chiar și cu zgomot, intensitatea cărora este de multe ori mai mare decât intensitatea semnalului primit. Astfel, potrivit cercetătorului englez L. Kay, aparatul de ecolocare a șoarecilor volatili acționează cu succes chiar și cu intensitatea semnalului față de intensitatea fundalului de zgomot, egală cu 35 (în unitățile logaritmice ale decibelului).

De asemenea, se pare că diferite tipuri de șoareci volatili, dispozitive de ecolocare sunt aranjate diferit și diferite semnale sunt utilizate pentru orientare. Șoarecii insectiviști obișnuiți fac cu ultrasunetele cu modularea frecvenței. Frecvența lor variază de la 90 la 40 kHz în timpul ordinii mai multor milisecunde (de la 10 la 0,5 milisecunde).

În fig. 6 prezintă semnalele emise de mouse-ul insectoral înregistrat pe film cu metode diferite. Semnalele au fost capturate de microfonul capacitiv și au fost hrăniți la discriminator, adică detectorul oscilațiilor modulate de frecvență. Tensiunea de ieșire a curentului îndreptat a fost direct proporțională cu frecvența semnalelor de intrare și nu depinde de amplitudinea lor.

Smochin. 6. Înregistrarea pe filmul semnalelor emise de mouse-ul insectivinal

Cum acționează "locatorul" al șosetei insetante? Se zboară cu o gură deschisă, ca rezultat, câmpul semnale radiate se suprapune cu unghiul de 90 °. Ideea direcției, conform specialiștilor, mouse-ul primește datorită comparației semnalelor luate de urechi, care sunt ridicate în timpul zborului ca antene primite. Confirmarea acestei opinii este că merită să se ocupe de o ureche de șoarece volatil, deoarece pierde complet orientarea.

Literatura notează că chiuveta de ureche a liliecii este aranjată în jurul aceluiași mod ca la om, dar gama de frecvențe primite este mai largă - de la 30 Hz la 100 kHz.

Procesul de detectare a obiectelor de bâtă insectivinală nu este încă aflat pe deplin și este studiat. În ceea ce privește obiectele de la îndepărtare la 1-1,2 m, se presupune că mouse-ul poate distinge semnalele de la mai multe dintre ele. Așa cum se arată în fig. 7, adăugarea de impulsuri radiate modulate prin frecvență și semnale reflectate oferă semnale ale frecvenței diferenței ΔF, care va fi proporțională cu distanța față de obiect. Durata semnalelor de frecvență a diferenței este, de asemenea, o funcție de distanță.

Smochin. 7. Adăugarea impulsurilor radiate modulate prin frecvență și semnale reflectate și primirea semnalelor proporționale cu distanța de obiect

S-a presupus că la distanțe mari de 1,2 m, precizia detectării obiectelor cu șoarece ar trebui să scadă. Cu toate acestea, comportamentul șoarecilor nu confirmă acest lucru, precizia rămâne neschimbată.

Pentru a explica acest fenomen, următoarea ipoteză este prezentată. Mouse-ul poate radia oscilațiile care nu sunt detectate de echipamentul existent. Sau pentru a măsura direcția la obiect, se utilizează metoda de modulare a frecvenței. Obiectele din dreapta și în stânga sunt create în urechi diferite frecvențe diferite de bătăi. Diferența în frecvențele bătăilor este proporțională cu colțul și nu depinde de distanță.

Un alt tip de șoareci volatili - este utilizat pentru orientarea tonurilor pure de frecvență de aproximativ 80 kHz sub forma unei durate de impuls de amplitudine constantă în medie aproximativ 60 de milisecunde. Folosind un aparat de înregistrare de mare viteză pe o bandă magnetică, a fost posibilă obținerea caracteristicilor semnalelor emise de șobolani-diaforere. După cum se poate vedea din fig. 8, la capătul impulsului se schimbă considerabil frecvența. Se scade în conformitate cu o lege liniară cu o viteză de 10-20 kHz / s pentru 2 milisecunde. Această schimbare de frecvență seamănă cu semnalele șoarecilor obișnuiți de insectivore.

Smochin. 8. Scrierea pe banda magnetică a semnalelor emise de șoareci

În exterior, comportamentul în zborul șoarecilor acestor două specii este diferit. Urechi obișnuiți - urechi fixe, lângă potcoave - cap de mișcări continue și urechi vibratoare. Este caracteristică că concluzia unei urechi nu împiedică Evul Mediu să navigheze. Dar deteriorarea mușchilor, controlând mișcarea urechilor, îi privează capacitatea de a zbura.

Se presupune că, cu ajutorul mișcării urechilor, mouse-ul modulează semnalele refăcute primite și le compară cu acestea emise. Bățile se formează, sincronă cu mișcarea urechilor chiar și în repaus și în cazul obiectelor fixe. În același timp, poate mouse-ul determină distanța față de obiecte utilizând efectul Doppler. Acest efect constă în schimbarea frecvenței, cum ar fi sunetul, în funcție de mișcarea (convergența sau îndepărtarea) sursei în raport cu observatorul.

În același timp, se sugerează că în procesele "Locatorilor" șoarecilor ambelor specii există asemănări minunate. La această concluzie, prezența unei secțiuni cu o frecvență variabilă la capătul impulsului emis de șoareci-diafomul este împingerea.

Nu suntem în scopul de a furniza detalii despre dispozitiv și procesul de acțiune al "locatorilor" acestor ființe vii să devină unul din punctul de vedere și să pună toate punctele peste "și". Exemplu discută din nou despre utilitatea studiului dispozitivelor de ecolocare ale lumii vii. Acest lucru este important nu numai să dezvolte noi principii de radar, îmbunătățind structurile radarului, ci și să asigure activitatea lor în condiții de interferență.

În Institutul de Tehnologie din Massachusetts (SUA), sunt investigate metodele "Interpretarea datelor" utilizate de șoarecii volatili. Profesioniștii sunt interesați de modul în care aceste animale acoperite cu blană se disting printre strigătele scânteietoare și strigăte ale altor șoareci volatili semnalele lor reflectate. Pentru cercetare, a fost realizat echipamente complexe speciale - contoare de frecvență cu ultrasunete, microfoane etc. Se crede că un astfel de studiu poate fi util în dezvoltarea protecției sistemelor radar de la interferențe.

Smochin. nouă.

Reprezentarea schematică a procesului de studiere a aparatului de hidrolică a delfinilor

Pentru hidrolică, este foarte valoroasă pentru studiile aparatului de hidrolocare de delfini maro (figura 9). Oamenii de știință au descoperit că delfinii emite sunetele a două nașteri. Pentru comunicare, publică delfinii

Seria de clicuri sunete în frecvența variază de la 10 la 400 Hz. Sunetele emise de delfini pentru a detecta diverse obiecte din apa de mare cuprinsă între 750 și 300.000 Hz și sunt publicate de diferite părți ale corpului delfinilor.

Sa stabilit că delfinii reacționează la sunete de până la 80.000 Hz. De asemenea, se remarcă faptul că aparatul hidrochin delfin depășește hidrolizii existenți nu numai cu precizie, ci și cu interval. Și aici, ca și în multe alte cazuri, trebuie să ne "recuperăm" în natură.

Deja, primele studii au arătat că aparatul hidrolicat permite delfinului nu numai pentru a detecta peștele care îl servesc pentru a fi alimente, ci și pentru a distinge rasa lor la o distanță de 3 km. În același timp, gradul de detectare adecvată este de 98-100%. În timpul experimentelor, Dolphin nu a încercat niciodată să prindă pește separat de ea cu o barieră de sticlă, iar în 98 de cazuri de la 100 au navigat prin gaura deschisă în grilă, și nu prin gaură, închisă cu o placă transparentă.

În plus față de delfini, aparatul de hidrocarizare are porci de guinee. Folosind acest aparat, ei se găsesc pradă. Chiar și în apă murdară, cobaiul de la Guineea detectează o bucată de hrană cu o dimensiune de 2,5 mm la o distanță de 15 m. Hidrolul de cobai Guineea funcționează la o frecvență de 196 kHz.

Într-una din universitățile din Statele Unite, abilitatea unui rechin pentru sacrificii este examinată cu atenție. Se bazează pe percepția sunetelor și vibrațiilor. Mecanismul de homing de rechin ar trebui să fie adaptat pentru a crea arme gestionate.

Oamenii de știință presupun că peștii tropicali sunt capabili să producă valuri electromagnetice, să le emită și să utilizeze pentru a detecta orice elemente. Un astfel de pește, în special, este banda matern-nilă sau straturi de apă. El are un "generator" specific de oscilații electromagnetice cu frecvență joasă situată în coadă. Golit de energia electromagnetică pe mare, răspândirea în spațiu, se reflectă din obstacole. Semnalele reflectate sunt capturate de corpuri speciale de pește situate la baza aripiului spinal. Acest pește detectează prezența unei rețele, "vede" zdrobirea coborârea în apă, "simte" aproximarea magnetului. Studiul acestui "locator" poate deschide oamenii de știință la noi fapte asociate cu capturarea și utilizarea emisiilor electromagnetice, caracteristice unui grad sau a altui la toate animalele și îmbogățiți știința și tehnica cu noi principii pentru proiectarea echipamentului, în special pentru locație in apa.

În introducerea în carte, am vorbit despre proprietatea organismelor vii pentru a menține un anumit stat cu o schimbare semnificativă în condițiile externe. Era de reglementarea temperaturii corporale, a tensiunii arteriale etc. Proprietatea de menținere a anumitor caracteristici la schimbarea condițiilor externe se numește

Homeostază.

, și sistemele de reglementare din organism -

homeostatic.

.

Sistemele homeostatice cu o mare varietate de perturbații externe sunt capabile să mențină valoarea constantă a valorii reglabile. Când se adaptează la condițiile de schimbare, apar schimbări locale, care nu încalcă integritatea întregului sistem. În majoritatea covârșitoare din organism există un ansamblu real de sisteme interdependente: atât de multe valori pe care le sunt susținute simultan în anumite limite.

De la sistemele homeostatice într-un organism viu, știința face acum un pas către sistemele de management de auto-trecere în tehnică. Înainte de a le considera în detaliu, reveniți încă o dată la sisteme automate de control simple.

Extrem de distribuit în tehnica unui sistem de feedback automat. Așa cum a fost deja menționat mai sus, la ieșirea obiectului de control automat, acesta este scăzut din valoarea reglabilă de ieșire a valorii specificate. Prin magnitudinea deviației, regulatorul generează un semnal de control care reduce abaterea la zero.

Cu toate acestea, pentru a controla obiecte mai complexe și mai puțin studiate, au fost necesare sisteme care nu ar putea decât să elimine abaterea cunoscută a valorii reglabile din partea specificată, dar, de asemenea, să rezolve sarcini mai complexe, să caute automat astfel de modificări ale sistemului însuși pentru a obține acest lucru dorit rezultat.

Auto-tuning, în principiu, înseamnă capacitatea sistemului de a rezolva problema reglementării la diferite efecte perturbante, adesea chiar nu este prevăzut constructor. Se realizează utilizând dispozitive care pot monitoriza continuu caracteristicile sistemului și astfel afectează parametrii săi pentru a aduce caracteristicile la optimă (cea mai înaltă, cea mai bună).

Luați în considerare pentru început cele mai simple sisteme de auto-ajustare - sisteme de sisteme extreme. Ei trebuie să găsească și să mențină o astfel de valoare a valorii reglabile, în care se obține cea mai mică sau cea mai mare dintre valorile posibile (se numește o caracteristică specifică) specifică a modului. O valoare extremă poate fi atribuită minimului consumului de energie, combustibilului, eficienței maxime și așa mai departe.

Pentru a-și imagina mai bine principiul funcționării sistemului de auto-ajustare, a plumit pentru un exemplu de reglementare a alimentării cu combustibil în motoarele de aeronave. Sistemul de gestionare este setat: să ofere cel mai economic zbor. După cum știți, acest lucru poate fi realizat la fiecare înălțime prin stabilirea modului optim: o anumită viteză, numărul de turație a motorului, o cheltuială specifică. Cu o schimbare a înălțimii, aceste caracteristici se schimbă. Un sistem de auto-ajustare care utilizează date de la dispozitivele de control ar trebui să determine automat valorile optime ale parametrilor reglabili care ar oferi cel mai economic zbor.

Sarcina mai complexă de a menține cel mai înalt mod în cazurile în care unele sau chiar toate condițiile de instalare nu sunt monitorizate și în avans sunt necunoscute nu numai gradului, ci și direcția influenței acestor condiții asupra eficienței regimului. În acest caz, se utilizează sisteme automate de căutare.

Prin căutarea, dispozitivul de control al sistemului de auto-ajustare analizează rezultatele eșantionului, încercările de a schimba structura sistemului și parametrii săi individuali. Pentru a face acest lucru, dispozitivele de calcul sunt introduse în sistemele care pot "memora" datele efectuează operațiuni logice. Se pare că sistemul este capabil să accepte soluții "logice", să se adapteze la mediul extern în schimbare.

Sistemul de căutare automată are propriii predecesori în natură. În acest sens, este posibil să se indice procesul de dezvoltare a formularului, așa-numitul mecanism de selecție naturală. Ca "mostre", diferite forme de organisme vii care sunt generate în natură, dintre care acestea supraviețuiesc cele mai adaptate sunt. Prin moștenire, descendenții sunt transmise de acele caracteristici care oferă o vitalitate mai mare. Variază miliarde de organisme, natura formează specii foarte dezvoltate de ființe vii.

O căutare dialogică este efectuată într-un dispozitiv automat, care, încercând diferite opțiuni, modifică caracteristicile și chiar structura dispozitivului de control, astfel încât sistemul pe care doriți să-l îmbunătățiți, a achiziționat cele mai înalte proprietăți.

Care sunt principiile pentru găsirea unor valori extreme în sistemele de auto-ajustare? Acestea pot fi căutate folosind diferite mișcări ale corpului de reglementare. Există, de exemplu, metoda de utilizare a deplasărilor mici (oscilații) a corpului de reglementare în una și cealaltă parte a poziției sale medii. Aplicarea dispozitivelor speciale, este posibil să se analizeze rezultatele și să determine direcția de mișcare a corpului de reglementare.

În fig. 10 prezintă dependența parametrului sistemului ψ (de exemplu, eficiența eficienței) din mișcarea organului de reglare X. Poziția organului de reglare se schimbă sub influența perturbațiilor formei sinusoidale cu frecvența Ω. Atunci când organismul de reglementare este mutat mai întâi la punctul 1. În același timp, o oscilație sinusoidală cu o frecvență ω, prezentată la punctul 1. Dacă, în timpul celei de-a doua mișcări, corpul de reglare va cădea în punctul 2, apoi ieșirea va apărea semnalul unei amplitudini mici și frecvența de două ori. În cele din urmă, când apare frecvența ω atunci când introduceți frecvența ω, dar în antifaza cu oscilație la punctul 1. Discriminatorul poate evidenția maximul având masa dată în tabelul dat. 1 program sau "logică", de lucru. Acesta este denumit de obicei algoritmul dispozitivului de comandă.

Smochin. zece. Căutarea automată utilizând oscilații sinusoidale cu o frecvență ω. Impactul unor astfel de oscilații se va dovedi la oscilațiile de ieșire ale indicatorului ψ prezentat la punctele 1, 2, 3

Pentru a implementa o astfel de "logică" a activității schemei, trebuie să aveți un redresor sensibil la fază (discriminator), ale cărui comenzi ar pune un motor electric și, la rândul său, ar deschide supapele, au mutat amortizorul sau alte dispozitive de reglare.

Smochin. unsprezece. Schema dispozitivului de control pe baza principiului memorizării celui mai mare indicator ψ

Un alt mod de căutări pentru cele mai înalte caracteristici este de a utiliza proprietățile de stocare. Cele de mai sus au fost considerate procesele de acumulare și întreținere a informațiilor care apar prin analogie utilizând informațiile despre creier, memoria sa. În acest caz, poate fi utilizată o diagramă prezentată în figură. 11. Tensiunea electrică (indicatorul ψ) este furnizată catodului de electrozi-catod. Lăsați amploarea modificărilor ψ așa cum se arată în fig. 10, de la punctul 1 la punctele 2 și 3. Când ψ atinge valoarea maximă, condensatorul de stocare cu încărcături, "Amintiți" este o valoare. Când tensiunea începe să scadă, dioda este blocată. Amplificatorul de însumare care compară tensiunea în lanțul catod al lămpii și invertorul conferă comanda releului. Funcționează și cauzează motorul și în spatele ei și regulatorul să se miște în direcția opusă. Din nou, maximul va fi trecut, și de îndată ce valoarea lui ψ începe să cadă, releul va forța regulatorul înapoi. Astfel, fluctuațiile din jurul celei mai mari valori vor apărea în sistem, iar poziția medie a autorității de reglementare va corespunde acestei valori.

Smochin. 12. Graficul dependenței indicatorului de sistem ψ asupra mișcării organului de reglare X în timpul căutării ciclice într-un sistem de tip pasare

Cu memorarea, este conectată o căutare ciclică în sistemele de tip pasare. În acest caz, este necesar să se memoreze valoarea inițială a semnalului de ieșire ψ, modifică poziția regulatorului ΔH, noua valoare a valorii de ieșire ψ + Δψ. Pe graficul Fig. 12 prezintă dependența indicatorului sistemului ψ asupra mișcării regulatorului X. Lăsați poziția inițială a organului de reglare la punctul O. Un pas de încercare Δх este realizat. La trecerea la punctul 1, indicatorul de sistem crește, devine + Δψ. În poziția de pornire la punctul 2, valoarea F sub pasul de studiu la punctul 3 scade. Prin semnul Δψ, puteți determina direcția de mișcare a corpului de reglementare. Metoda de căutare este numită ciclică, deoarece etapa Δх este dată de comutatorul special ciclic la egal la intervale egale și direcția acestei etape și valoarea este neschimbată. Algoritmul ("logica") de funcționare a dispozitivului de control poate fi reprezentat ca tabel. 2.

Pentru a implementa "logica" de mai sus, se poate aplica o diagramă care conține un obiect de reglare, un generator de ceas și un dispozitiv de control. La rândul său, dispozitivul de control are un dispozitiv de stocare, un corp de control al motorului și un dispozitiv pentru determinarea în cazul în care pentru a deplasa acest corp pentru a căuta cea mai mare valoare (figura 13).

Smochin. treisprezece. Schema schematică a dispozitivului de control al tipului de pasare

Schema începe să funcționeze când generatorul de rute de contact este pornit

1

și K.

2

. Se face un pas de testare Δх, se remediată modificarea valorii de ieșire (ψ + Δψ). Apoi cheile sunt închise

3

și K.

4

. La ieșire, mărimea deviației valorii de ieșire din cel specificat va fi lansată. Această abatere este alimentată la motor, care deplasează clapeta sau supapa astfel încât să se apropie de cea mai înaltă poziție. Atunci când o astfel de poziție este trecută, o tensiune negativă este furnizată motorului și va începe să se rotească în direcția opusă. După cum se poate observa din sistem, un astfel de dispozitiv automat nu este altceva decât un dispozitiv de calcul specializat.

Dacă adăugați un dispozitiv specializat de calcul A și un dispozitiv suplimentar de calcul la circuitul obișnuit de comandă automată, atunci puteți decide, de exemplu, sarcina de a selecta un astfel de mod în care obiectul de control și regulatoarele ar consuma combustibil minim și electricitate. Astfel de sisteme autoreglabile (fig.14) pot fi foarte valoroase nu numai pentru a menține mișcarea, cum ar fi rachetele, în funcție de traiectoria dorită, ci și să tranzifică la alte traiectorii, dacă este necesar, din punctul de vedere al cheltuielilor economice de resurse de combustibil și energie.

Smochin. 14. Schema sistemului de auto-ajustare a căutării automate a celui mai înalt mod de funcționare

Un dispozitiv suplimentar de calcul în sumează datele privind numărul de combustibil consumat sau de energie și determină valoarea medie pentru o anumită perioadă de timp. Această valoare este furnizată dispozitivului A, numit optimizator, care caută automat cel mai mare (optim) mod în care ar fi cheltuit minimul de energie.

Sistemele automate de control automate pot fi utilizate pe scară largă în tehnologia militară și navală. Aceste sisteme sunt capabile să ajute, de exemplu, să minimalizeze eroarea sau eroarea sistemului de ghidare a rachetelor, desemnarea țintă, rezolvarea problemei de a se întâlni cu un proiectil pentru a asigura cea mai rapidă conducere la efectul armelor moderne de rachete-nucleare. Astfel de sisteme pot menține eficiența maximă a instalațiilor de energie ale navelor și centralelor electrice de aeronave, pentru a oferi modului de a obține o gamă maximă de zbor, înot, etc.

Un exemplu de sistem auto-ajustat este un sistem automat de identificare și selectare a semnalelor pulsului împotriva fundalului de zgomot (figura 15). Are un filtru auto-promovat, cu care sistemul este configurat pe forma semnalului de intrare.

Smochin. cincisprezece. Diagrama fluxului de semnale automate ale dispozitivului

Circuitul de filtrare include un dispozitiv de stocare, o schemă de acumulare pe termen scurt și un dispozitiv comparativ. Acumularea de date privind forma unei curbe de semnal de intrare la primirea are loc în dispozitivul de stocare. Dispozitivul special compară datele din intrarea filtrului și a ieșirii schemei de acumulare pe termen scurt. Când apare o serie de semnale ale aceleiași formulare pe intrare, acesta este fixat pe dispozitivul de stocare. Apoi, din toate filtrele de semnal aleatorie, impulsurile cu o formă curbă vor fi eliberate și sărite și sărite, care "amintiți" filtrul.

Dispozitivul de comparare detectează repetabilitatea formei pulsului pentru a reproduce cu exactitate acest formular în dispozitivul de stocare.

Cu dispariția semnalului preferat, sistemul ajunge la echilibru până când apare noul semnal, dintre care este repetată. Există o restaurare a semnalelor acumulate în dispozitivul de stocare.

Cum este comparația formei semnalului și cea care "își amintește" filtrul? Această comparație se efectuează în mai multe puncte diferite plasate pe plicul pulsului. Numărul acestor puncte se numește "numărul de măsurători" al sistemului.

În fig. 16 prezintă o diagramă bloc a unui sistem experimental cu zece dimensiuni propuse de una dintre firmele străine. Linia de întârziere, care joacă rolul unui sistem de acumulare pe termen scurt, are zece robinete. Dispozitivul de stocare conține zece condensatoare trase de rezistență. În corelator există, respectiv, zece multiplicatori.

Smochin. şaisprezece. Diagrama blocului sistemului experimental cu zece dimensiuni

Tensiunea de la linia de întârziere și celula memorizării este introdusă într-un multiplicator, care conferă produsului producției acestor două solicitări. Semnalele de la toate pliul de multiplicatori și semnalul total este alimentat de detector. De asemenea, dezvăluie cât de identice cu formele de semnale. Acest lucru se realizează prin compararea semnalului total cu cel care "își amintește" filtrul, așa-numitul semnal de referință. Dacă primul este egal cu cel de-al doilea sau mai mult, detectorul deblochează blocul aritmetic al sistemului de detectare.

Cu ajutorul a zece condensatoare suplimentare, semnalul "Copiere" este îmbunătățit. Aceasta înseamnă că, la începutul procesului de comparație, schema produce un semnal fix mai precis într-un dispozitiv de comparație. Dacă semnalul nu a intrat pe deplin semnal, dar există o singură componentă a acesteia, sistemul încă mai începe să se "adapteze". Există un semn al abisului, deoarece semnalul de referință scade la zero. Când apare noul semnal, sistemul este gata de acțiune. Aceasta înseamnă că este capabil să "descifreze" semnale codificate cu coduri de schimbare periodică. Pentru semnale cu o formă mai complexă, aveți nevoie de un număr mai mare de măsurători.

Sistemele auto-ajustabile sunt utilizate pe scară largă în străinătate atunci când dezvoltă autopilot pentru aeronave și rachete, precum și în proiectarea sistemelor automate de control pentru Rocketo-avioane și nave spațiale.

Se știe că aeronava se dovedește a fi modificată semnificativ în funcție de schimbarea greutății și configurația, viteza, densitatea atmosferică, manevra țintă și tipul de traiectorie. Astfel, sistemul de auto-ajustare utilizat pentru autopilot trebuie, bazat pe condițiile de zbor, să-și schimbe parametrii astfel încât, în ciuda acestor modificări, păstrați calitatea necesară a muncii.

Luați, de exemplu, un astfel de indicator al condițiilor înconjurătoare ca temperatură. Zborul va trebui să măsoare temperatura acelor secțiuni ale navei spațiale, care sunt cele mai susceptibile la încălzirea, de exemplu, la intrarea în straturile dense ale atmosferei. Conform rezultatelor acestor măsurători, sistemul ar trebui să ajusteze traiectoria astfel încât nava să nu atingă zona în care așteaptă încălzirea excesivă.

Pentru a înțelege mai bine principiul reglementării de auto-ajustare cu avionul, vă puteți referi la acțiunea pilotului în zbor. Având un buton de control, el perturbă ușor zborul aeronavei, ceea ce îi permite să simtă proprietățile mașinii și să atingă controlul optim (cel mai bun), în ciuda schimbării proprietăților aeronavei atunci când înălțimea este setată sau modifică viteza de zbor .

Luați în considerare unul dintre eșantioanele de autopilot de auto-ajustare, aplicat, în special, asupra luptătorului american (fig.17). Partea principală a autopilotului este un multivibrator - un generator de oscilație electrică, dintre care forma este diferită de sinusoidală. Efectuează funcțiile unui releu de mare viteză. Dacă aeronava salvează poziția specificată, multivibratorul, comutarea la una din cele două stări stabile, produce impulsuri electrice scurte opuse polarității și egale în putere. Frecvența lor variază de la 4 la 6 Hz. Aceste impulsuri sunt rezumate la mașina de scris de direcție și îndeplinește în mod natural oscilații în apropierea poziției neutre. Poziția medie a volanului rămâne constantă, deși ea însăși și se deplasează 0,1 ° la frecvența impulsurilor. Avionul a stabilit, de asemenea, oscilații, complet invizibile pentru pilot.

Smochin. 17. Schema de autopilot de auto-ajustare

Cu o schimbare în poziția aeronavei, semnalul giroscopului corespunzător va forța multivibratorul să rămână într-o poziție stabilă mai lungă decât în ​​cealaltă. Deci, impulsurile unei polarități vor acționa pe mașina de direcție pentru o perioadă mai lungă decât impulsurile polarității opuse. O volan va fi rotită în consecință, iar planul revine la poziția specificată.

Și de ce este modelul ideal? Semnalul de nepotrivire intră în multivibrator nu numai de la giroscop, ci și din acest model. Acesta reprezintă ceva ca un filtru și imită comportamentul aeronavei perfecte ca răspuns la anumite indignări. Deci, schema cu acest model "ceas", ca avionul real revine la poziția inițială. Dacă se comportă ca o aeronavă ideală, nu va exista semnal de la model. Dacă există o diferență, de exemplu, între vitezele unghiulare ale aeronavei reale și modelul ideal, multivibratorul va primi semnalul corespunzător și va forța unitatea să schimbe poziția medie a volanului.

Și ce face un modulator de amplitudine automată? Controlează continuu eficiența direcției plane și compensează automat efectul înălțimii și vitezei de zbor pentru eficacitatea acestora. Se știe că pentru

Aeronavele diferite Eficiența volanului este redusă în moduri diferite, cu o creștere a vitezei, înălțimii și scăderii densității aerului. De exemplu, acest modulator automat modifică astfel valoarea respingerii volanului (amplitudinea) astfel încât efectul înălțimii să nu afecteze eficiența acestora. În același timp, se ocupă cu sarcina sa, nici măcar "cunoaște" în prealabil caracteristicile specifice ale acestei aeronave.

Autopilotul auto-ajustat, potrivit specialiștilor străini, are multe avantaje față de obicei. Nu numai că, datorită aplicării sale, este posibilă accelerarea dezvoltării controlului automat pentru noi tipuri de aeronave și rachete și reducerea bruscă a testelor de zbor care sunt necesare pentru a se potrivi cu caracteristicile sistemului de control convențional și a noii aeronave sau proiectil. Dar cazul este că autopilotul auto-ajustat este mai simplu și mai fiabil. Dimensiunile și greutatea sa de 50% sunt mai puțin, iar fiabilitatea este de două ori mai mare decât cea obișnuită.

La dezvoltarea diferitelor tipuri și sisteme de arme în străinătate, sunt create și modelele lor fizice de mare viteză. Într-un astfel de model "Introduceți" defecțiuni caracteristice obiectelor reale. Sistemul special produce o soluție pentru a rezolva, adică se mișcă cu o viteză mare de viteză posibil de a elimina influențele dăunătoare, defectele pentru a obține modul dorit. Este nevoie de cea mai acceptabilă soluție și îi conferă utilizarea într-un obiect real.

Noua direcție în utilizarea sistemelor de auto-ajustare este crearea de controlere automate în tehnologia aviației și a rachetelor. Acestea sunt destinate să automatizeze procesele de a verifica toate tipurile de echipamente complexe de aeronave și rachete, inclusiv echipamente radar și de navigație, dispozitive hidraulice și pneumatice, mijloace de orientare. Designerii dispozitivelor de calibrare electronică, ca și în crearea altor automate, au început cu analiza acțiunilor umane care îndeplinesc controlul asupra stării aeronavei sau proiectilului.

Ce face ce verifică tehnicianul? El, amintindu-și cerințele instrucțiunilor de utilizare, transferă secvențial comută în poziția de lucru, elimină citirile instrumentului și sunt verificate cu acestea, după cum se specifică. În cazul descărcării de date, acesta stabilește o defecțiune și trebuie să decidă ce să facă pentru a conduce tehnica într-o stare bună. Verifică toate elementele și stabilește care rezistență, condensator sau lampă este vinovatul funcționării anormale a circuitului electric.

Performanța acelorași funcții poate fi atribuită mașinii. În străinătate, creată, de exemplu, un dispozitiv automat, care, ghidat de programul înregistrat pe bandă, comută la echipamentul de testare și la citirile instrumentului cu instrucțiunile necesare. După aceasta, se emite un semnal de soluție, indicând dacă parametrul are un test în limitele admise. Dacă hardware-ul include, aveți nevoie de mult timp să vă încălziți, aparatul va porni și se va întoarce la acesta când intră în modul de funcționare.

Pentru a căuta un element defect, aparatul urmează "logica". Ea produce o combinație de mai multe măsurători. Pentru a face acest lucru, aparatul oferă un element "memorie". El "își amintește" unul sau un număr de soluții intermediare le compară pentru a găsi cauza defecțiunii.

Sistemul de verificare creat nu este conceput pentru a detecta o rezistență sau lampă separată defectuoasă. Acest sistem detectează o defecțiune la un bloc mic care este ușor de înlocuit într-un aerodrom convențional. De îndată ce funcționarea defectuoasă este detectată, mașina alege una dintre cele 500 de microfilme și o desenează pe ecran, unde se administrează reparația echipamentului. În același timp, mașina alege o carte specială și îi conferă operatorului. Filmul și cardul indică faptul că elementul a eșuat, timpul necesar pentru a elimina defecțiunea, instrumentele și instrumentele care trebuie utilizate, care și cum se poate face etc. Astfel, dispozitivul automat de mare viteză nu numai că poate găsi o defecțiune, Dar, de asemenea, oferiți specialiști informații care altfel ar trebui să caute în diferite instrucțiuni, descrieri și scheme.

În prezent, în funcție de presa străină, sunt elaborate verificări electronice pentru ambele eșantioane de echipamente specifice, cât și pentru Universal. Există, de exemplu, o mașină pentru detectarea defectelor într-un sistem foarte complex de navigație bombardă. Au fost create instalații pentru a verifica funcționarea corectă a sistemelor de orientare ale cochilii gestionate.

Despre performanța unui sistem universal poate fi judecată prin funcționarea unei mașini, proiectată pentru a testa 1.200 de alimentare cu energie electrică pe aeronavă. Verificarea fiecărei scheme pe care o operează în mai puțin de un minut.

O altă verificare automată a fost creată pentru testarea echipamentelor electronice radio ale bombarderului forțelor navale americane. Prin informarea acestei instalații, revista Avayishn PEC indică faptul că permite timp de patru ore să verifice întregul complex al echipamentului Bombarderului, inclusiv dispozitivele de navigație de bombardament, comunicații și radar, sisteme de identificare și control de zbor, altimetru radar, dispozitive de calcul și putere consumabile. Se indică faptul că, cu ajutorul fondurilor obișnuite, o astfel de inspecție necesară cu un număr mare de cel puțin 35 de ore.

Instalarea constă din trei blocuri plasate pe cărucioare. Unitatea principală include un dispozitiv de programare, un sistem de auto-testare a instalației care oprește funcționarea acestuia atunci când apare o defecțiune internă, dispozitive de măsurare ale diferitelor caracteristici, indicatoare și dispozitive de înregistrare. În celelalte două blocuri, acesta conține generatoare care imită semnale care apar în lanțurile echipamentelor electronice radio ale aeronavei în zbor.

Sistemele universale au fost dezvoltate pentru a verifica automat disponibilitatea cochililor ușor de gestionat. Diagrama bloc a unui astfel de sistem este prezentată în fig. 18.

Smochin. 18. Diagrama bloc a sistemului de verificare automată generalizată

Cum funcționează acest sistem? Verificarea apare conform unui program predeterminat, conform căruia din semnalele de înregistrare a programului Introduceți convertorul. De acolo sub forma impulsurilor, sumare la obiectul de testare. Semnalele de la generatoarele de excitație includ lanțuri verificate. Semnalele de răspuns se încadrează în convertorul de semnal invers și testul este terminat automat. Depanarea începe.

Într-una din eșantioanele de echipamente de verificare, programul de testare este înregistrat pe o bandă magnetică. Introducerea semnalelor este efectuată de un dispozitiv de mare viteză care percepe cu o bandă magnetică de 400 de semnale pe secundă. Un dispozitiv de stocare se face sub forma unui tambur magnetic și are o capacitate de 500.000 de unități de informații. Indicatorul fiabilității rezultatului testului este aplicat, care sub forma unui număr de două cifre (de la 0 la 98) arată cât timp este permisă deviația măsurătorului de la valoarea admisă. Datele de verificare sunt afișate vizual pe banda perforată sau sub formă de tabele. Utilizarea unui sistem automat vă permite să verificați un minut, care de obicei este necesar pentru câteva ore.

Dispozitivele de control automate de mare viteză Verificați cantitatea tot mai mare de tehnologie de aviație și rachetă diversă. Acesta este creat, de exemplu, echipamentul în legătură cu diferite tipuri de echipamente de comunicații radio aviatice și de radionavigație, sisteme de management de incendiu și motoare, sisteme de identificare, dispozitive de protecție împotriva zgomotului și altele.

Smochin. 19. Stația automată de testare a aviației plasată în remorcă

În fig. 19 prezintă o unitate de testare automată plasată în remorcă. Una dintre cele mai dificile probleme este considerată a dezvolta sisteme capabile să compară semnalele care se schimbă în timp și să ia în considerare abaterile admise, de asemenea, în funcție de timp. Nu este mai puțin dificil să se creeze dispozitive care să permită participarea persoanelor pentru a verifica sistemele de aeronave hidraulice și pneumatice și, în plus, verifică motoarele lor în repaus.

Dezvoltarea sistemelor de control automate în străinătate în tehnologia aviației și a rachetelor indică faptul că automatizarea bazată pe utilizarea realizărilor de electronică radio și alte zone de știință și tehnologie acoperă nu numai domeniul de utilizare a mijloacelor de luptă armată, ci și pregătirea acestora luptă.

Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă eliminarea oamenilor de la participarea la serviciul și utilizarea echipamentelor militare și a armelor. Numărul persoanelor implicate în întreținerea echipamentului este definitiv în scădere. Dar o persoană se dovedește a fi necesară ca creatorul de mașini și un comandant care are cunoștințe enorme și experiență capabile să folosească capacitățile mașinii. Din pregătirea și calitățile unei persoane se va depinde în cele din urmă de succesul în luptă.

Descrierea principiului operației și a dispozitivului de mașini electronice de calcul este în prezent dedicată unui număr mare de cărți și broșuri. Nu vom repeta conținutul, vom reaminti doar că schema generală a mașinii electronice de calcul include astfel de componente indispensabile ca dispozitive de instruire și perforare a punctuelor pe care programul de funcționare a mașinilor, un dispozitiv introductiv, operațional și pe termen lung "Memorie", un dispozitiv aritmetic poate fi aplicat, dispozitivul dispozitivului și dispozitivului de comandă, dispozitivul de ieșire și dispozitivul de imprimare (fig.20).

Smochin. douăzeci. Piese principale ale mașinii electronice de calcul

Purtătorul principal al semnalului în mașina E, așa cum este cunoscut, curentul electric. Ea servește aici sub formă de impulsuri care au o durată foarte mică (aproximativ un miliard de dolari de o secundă). Deoarece lămpile electronice sau semiconductorii sunt utilizați în diagrama mașinii, care au o inerție foarte mică, timpul reacției diagramei este foarte mic, sute de mii de mai puțin decât cele ale dispozitivelor mecanice și electromecanice. Toate acestea determină viteza mare a mașinii. Există mai multe numere publicate vorbind performanța sa fenomenală.

Mașina electronică este capabilă să facă calcule la o viteză mare - ordinea a milioane de operații aritmetice pe secundă cu numere de 10-15 biți. În câteva minute de muncă, va face mai mult decât calculatorul pentru întreaga sa viață. În același timp, munca multor computere nu este ușoară, dar apar oportunități fundamentale noi. Mașina este capabilă să efectueze nu numai operații matematice ale unui volum și o gamă imensă, ci și operațiuni logice.

Dar sunt mașinile electronice de calcul care nu au nevoie de bionică în această zonă? Nu, acest lucru nu este imposibil de spus, iar rezultatele cercetătorilor oameni de știință care studiază și primind informații într-un organism viu, în special lucrările sistemului nervos și creier, sunt foarte valoroase.

Rezultatele cercetării în domeniul bionicii s-au făcut deja să știe când elaborează programe pentru mașinile electronice de calcul. Pe baza observațiilor despre modul în care o persoană vine la rezolvarea sarcinilor speciale și, în conformitate cu acest lucru, a fost creat așa-numitul program eurestic, simulând acest proces la om. Acesta provine din metoda Euristest de a găsi adevărul prin stabilirea problemelor de conducere. Atunci când utilizați un astfel de program, mașina a dovedit cu succes 38 din 52 de teoreme.

Acum ne întoarcem la procesul de transfer de informații. Am spus deja că semnalul este un impuls de tensiune. Numerele din acesta sunt înregistrate într-un sistem binar în care două reprezintă baza numărului. Orice număr este scris de o combinație de zerouri și unități. În fila. 3 are o comparație a înregistrării numerelor în sistemele de număr zecimal și binar.

Zero și unitate înseamnă absența sau prezența unui impuls de tensiune electrică. În transmiterea acestor impulsuri și constă într-un act elementar al unei mașini electronice. La intrarea în mașină, este utilizat un lanț de așa-numite declanșatoare. Esența dispozitivului lor este că acestea conțin două lămpi electronice incluse în așa fel încât sistemul are doar două stări stabile: în absența curentului într-o lampă și în absența curentului la altul. Primul stat poate fi considerat ca zero adecvat, al doilea. Luând un lanț de declanșatoare, puteți "arde" numărul în sistemul binar, un astfel de lanț este numit registrul. Dacă registrul înregistrează deja numărul și altul este trimis la acesta, atunci puteți obține cantitatea de ele. Un dispozitiv care servește în acest scop se numește Adder. Numerele sunt transmise de la o mașină de nod la alta prin cabluri sub formă de impulsuri electrice.

Fără a intra în detaliile lucrării mașinii, ne întoarcem la ceea ce este conștient de transferul de informații în sistemul nervos. În primul rând, vom arăta superioritatea fără îndoială a dispozitivelor de acest tip în organismele vii înainte de tehnică. Specialiștii au decis cumva să compare codificarea și lățimea de bandă (banda de frecvență transmisă fără distorsiune) a sistemului creierului și televiziunii. Pentru a evalua aceste caracteristici, a luat un vis obișnuit. Evaluarea numărului de personal și elemente, așa cum se face de obicei împotriva televiziunii, experții au primit o sumă astronomică pentru lățimea de bandă 10

douăzeci

- 10.

23.

Hz. Deoarece granița superioară a benzii în procesele fiziologice nu este mai mare de 100 Hz, iar numărul de canale paralele nu poate depăși 10

9

- 10.

zece

Se presupune că o metodă de codificare a informațiilor în creier într-un număr mare de ori mai economic decât în ​​televiziunea modernă. Așa cum aș îmbogăți tehnica, inclusiv automatizarea electronică de numărare, atenuarea acestei metode de codificare.

Ce semnale care transmit informații diferite într-un organism viu? După cum sa menționat mai sus, este impulsuri de entuziasm nervos.

Mai precis, transferul de iritare a fibrei nervoase este un proces electrochimic care apare datorită energiei acumulate în fibra în sine. Energia consumată de nervul pe impuls este completată mai târziu, în timpul puterii nervului. Toate mesajele sunt transmise de-a lungul nervului în alfabetul binar: fie nervul este singur, fie încântat. Pe grade diferite de excitație, există o creștere a frecvenței impulsurilor. Astfel, atunci când transmiteți mesaje non-nervoase, avem de-a face cu o modulare cu impulsuri de frecvență, care a fost recent răspândită în tehnica de comunicare.

Rolul amplificatorilor semnalelor primite în sistemul nervos pentru transmisia lor viitoare este jucat

Neuroni

. Ei atrag acum o atenție deosebită a oamenilor de știință.

Smochin. 21.

Reprezentarea schematică a neuronului

Neuronul conține corpul celular (figura 21). Procese de copaci -

Dendriti.

- Intrările pentru care impulsurile de iritare sunt rezumate în corpul cutiei. Ieșirea servește

Akson.

.

Care sunt dimensiunea neuronului? Corpul său are dimensiuni mai mici de 0,1 mm. Lungimea dendritelor este din fracțiunea de milimetru la zeci de centimetri, diametrul lor este în jurul valorii de sute din lobul milimetrului. Numărul de procese poate ajunge la câteva duzini și chiar sute. Axonii pot fi o lungime de milimetru la un metru și jumătate.

În transmiterea fibrelor nervoase de excitație, rolul este minunat

Sinapsov.

, adică locurile de tranziție de la o celulă nervoasă la alta. Sinapsele sunt încântate doar într-o singură direcție, de la capătul axonului unui neuron la dendrite și corpul celular al unui alt neuron. Prin urmare, fibrele sunt în general efectuate impulsuri într-o singură direcție: fie din centru la periferie, fie din periferie până la centru (nervii centripetrici).

Smochin. 22.

Neuronii PRESENAS (A) și neuronii post-onapicoși (b)

În fig. 22 sunt descrise

Presenas

Neuronii indicați de litera A și

Poslainapsy.

Neuroni - V. Synaps poate fi de la una la câteva sute. Există mai ales mulți dintre neuronii motorului măduvei spinării. Ei transmit impulsuri legate de controlul mișcărilor corpului.

În creierul uman, pe care oamenii de știință încearcă în mod deosebit să simuleze, există 10-15 miliarde de neuroni. Dar nu este doar o chestiune de cantitate, ci în complexitatea lor excepțională și varietatea funcțiilor.

"Știința modernă", binecunoscutul om de știință sovietic P. K. Anokhin într-unul din articole ", a arătat clar că celula nervoasă în sine și coaja ei sunt o întreagă lume de diverse în formațiuni chimice și fiziologice.

Cele mai subțiri metode de cercetare E prin ajutorul dispozitivelor electronice au fost stabilite că sute și uneori mii de contacte pe care fiecare celulă nervoasă are doar începutul acelui proces surprinzător la nivel molecular, permițând corpului la dimensiunea a 20 de mii de milimetri Obțineți un număr infinit de procese sintetice. - "Personalitate" a participării celulelor la activitățile unui întreg creier ".

Astfel, este puțin probabil ca celula nervoasă să fie considerată ca un detaliu elementar: acest lucru, în mod convențional, deja "nod" "mașină-creier" cu un complex complex de funcții care reflectă diferite tipuri de activități ale corpului. De aici puteți înțelege cât de greu de reprodus artificial o astfel de celulă a creierului.

Lucrările la crearea unui analog al unui neuron sunt dedicate principalei părți a cercetării în domeniul bionicii din străinătate. Neuron, așa cum sa menționat deja, un convertor cu ieșire binară, adică absența sau prezența unui semnal. Un impuls incitant sau inhibitor poate fi furnizat neuronului organismului biologic. Primul numește "declanșatorul" neuronului dacă valoarea energiei acumulată de neuron pentru o anumită perioadă va depăși unii, așa cum spun că valoarea pragului. Dacă amplitudinea pulsului este mică, neuronul nu va "lucra". Dar dacă mai multe semnale slabe acționează în mod consecvent, energia care în total depășește valoarea pragului, apoi neuron "declanșează". Aceasta înseamnă că are proprietatea de sumare temporară și spațială. La ieșirea neuronului, se formează impulsuri de magnitudine și durată standard.

Sumarea secvențială sau temporară se referă la o astfel de excitație a neuronului atunci când iritarea pragurilor mai mici sunt urmate de perioade suficient de scurte de timp. Sumarea spațială constă în rezumarea simultană a două sau mai multe sinapse de iritații individuale, valori mai slabe decât pragul. În sumă, pot provoca excitație neuronică.

Schematic, puteți portreza modelul de neuron așa cum se arată în fig. 23. Are multe intrări în care sunt primite semnalele.

1

, R.

2

și așa mai departe. Ele acționează prin contacte sinaptice S

1

, S.

2

etc. În aceste contacte există o întârziere în semnalul de intrare la un moment dat în care o substanță specială este excretată care mărește excitabilitatea neuronului și facilitează reacția celulară la impulsurile ulterioare.

Smochin. 23. Schema modelului neuronului

Impactul asupra corpului neuronului este determinat de cantitatea de impact din toate intrările și semnalele care au acționat înainte. Declanșarea neuronului are loc dacă efectul depășește valoarea pragului K. Apoi semnalul standard R. este primit la ieșirea neuronului

Este interesant faptul că imediat după expunerea pulsului interesant, nivelul pragului neuronului crește brusc la infinit. Deci, nici un semnal nou veniți nu va face acest lucru "de lucru". Un astfel de stat este de obicei conservat pentru mai multe milisecunde. Nivelul de prag este apoi redus.

În ceea ce privește impulsul de frânare, este semnalul interzis care face imposibilă "declanșarea" neuronului din impulsurile altor intrări.

Într-o serie de țări străine, sunt în curs de desfășurare lucrări intensive privind reproducerea artificială a neuronilor. În Statele Unite, de exemplu, o serie de instituții de cercetare, instituții de învățământ și firme participă la această lucrare. În cele mai simple omologii din Neuron, utilizați un singur dispozitiv semiconductor. În modelele mai complexe, luați mai multe dispozitive semiconductoare.

Un analog al unui neuron care conține patru instrumente semiconductoare are caracteristici aproape de sopraza lor biologică. Acest analog poate excita până la 100 de alte dispozitive fără o schimbare semnificativă a formei și magnitudinea semnalului de ieșire. Proiectul propus a fost utilizat pentru a reproduce funcția ochiului, unde fotorezistența de seleniu-cadmiu au fost folosite ca element sensibil (fotocelule ale căror schimbări de rezistență sub influența luminii vizibile).

Un efect mare a dat un compus de dispozitive semiconductoare pe principiul compușilor sinaptici din țesuturile nervoase. A fost posibilă imitarea efectului acestor țesuturi, ca un fel de filtre care transmit doar anumite informații.

Pentru a simula neuronii, sunt utilizate nuclee de ferită magnetică, scheme de generatoare speciale (multivibratoare) și alte dispozitive.

Modelul de neuron cu un multivibrator este prezentat în fig. 24. Dispozitivele semiconductoare joacă rolul principal

2

Si t.

3

. Într-un stat constant t

2

blocat deoarece tensiunea negativă este trimisă la aceasta

6

. Dispozitiv semiconductor T.

3

, dimpotrivă, se află în starea de separare. În acest caz, se pare că potențialul dintr-un punct este un punct pozitiv (+ 20 V), iar la punctul B este, de asemenea, pozitiv, dar mai mic în dimensiune.

Smochin. 24. Model de neuron utilizând multivibrator pe semiconductori

Dacă apare dispozitivul semiconductor t

2

și blocarea T.

3

, potențialul punctului o scădere bruscă, iar potențialul punctului B crește. Ca urmare a acestui fapt, un impuls de tensiune pozitiv este furnizat randamentului excitației, iar la ieșirea frânării este negativă. Durata impulsului depinde de alegerea valorilor de rezistență r

m

și condensatorul de capacitate cu

m

. Schimbând magnitudinea containerelor cu

2

și S.

3

Puteți ajusta sistemul de returnare a sistemului într-o stare de echilibru. Valoarea tensiunii negative furnizată la dispozitivul semiconductor t

2

Cu rezistență R.

6

Valoarea pragului de activare a neuronului este determinată.

Este posibil în această schemă o sumare temporară și spațială caracteristică neuronului? Da, eventual. În acest scop, lanțurile de intrare care conțin r sunt servite

1

, CU

1

și dispozitivul semiconductor t

1

. Sumarea spațială este simulată de hrănirea semnalelor în intrări paralele, temporar - acumularea de energie în condensator cu

1

. Impulsurile la intrarea analogului neuronului au fost hrăniți cu o anumită amplitudine și o durată de milisecundă. Au fost distribuite accidental în timp. Ieșirea a fost obținută un semnal standard cu o tensiune de 15 V și aceeași durabilitate ca semnalul de intrare.

O astfel de diagramă vă permite să reproduceți multe caracteristici ale neuronului, pe lângă capacitatea de adaptare, adică modificări ale pragului de declanșare în funcție de magnitudinea semnalelor de intrare.

Modelul uneia dintre probele de neuron de pe elementul magnetic este prezentat în fig. 25. Curentul primei înfășurări a miezului multi-membru creează fluxul principal F, împărțint în două fluxuri f

1

și F.

2

Unde există găuri (prezentate în partea de jos a imaginii). Miezul este magnetizat la saturație.

Smochin. 25. Model de neuron pe element magnetic

În cea de-a doua înfășurare vine semnalele de intrare curente. Dacă în cantitatea este mai mare decât un prag, atunci în părțile exterioare ale miezului, unde există găuri, o schimbare în direcția fluxului magnetic f

2

.

Cea de-a treia înfășurare este alimentată de curent alternativ, a patra este ieșirea modelului neuronului. Cum merge semnalul la ieșire? Când nu există niciun semnal în a doua înfășurare, al patrulea nu induce E. s., deoarece într-o jumătate jumătate, forța de magnetotrificare va coincide cu fluxul

1

, într-o altă perioadă - cu Stream F

2

. Miezul este saturat, iar creșterea fluxului nu va fi nici în nici o altă perioadă. Celălalt lucru este atunci când semnalul este primit pe cea de-a doua înfășurare. Atunci F.

1

și F.

2

coincid în direcție. Și, deși într-o jumătate de perioadă, ei nu vor putea crește, dar vor scădea într-o altă jumătate de perioadă. Și orice modificare a câmpului magnetic este asociată cu ghidarea din dirijor în acest domeniu, forța electromotoare. Acest lucru apare semnalul de ieșire în a patra înfășurare.

La simularea legăturilor nervoase complexe, pot fi utilizate alte găuri ale miezului magnetic.

Ce valoare are toate acestea pentru tehnologie? Se pare, foarte mare. Printre alte sarcini de îmbunătățire a mașinilor electronice, studiul procesului de transfer de informații către neuroni face posibilă creșterea problemei de asigurare a fiabilității ridicate a acestor mașini. Se știe că la rezolvarea unor sarcini, mașina electronică de calcul trebuie făcută, de exemplu, mai mult de zece milioane de multiplicări. Deoarece mașina este utilizată în mașină, se va multiplica numerele de treizeci de cifre unul cu celălalt. Toți trebuie să facă 10

zece

Acte elementare. Astfel încât aceste calcule au dat un rezultat fără erori, probabilitatea de eroare ar trebui să fie mai mică de 10

-zece

. Pentru a asigura o astfel de poziție chiar și cu cele mai avansate instrumente electronice radio (tranzistoare, feriți etc.) nu este încă posibilă. Acesta poate fi întotdeauna în schemă un element nesigur, care va provoca o eroare. Cum să ieșiți din această poziție? Cum de a crea o mașină fiabilă de la insuficient de încredere uneori detalii?

Și oamenii de știință au adus aminte de mecanismul de a transfera informații către neuroni. Specialiștii au fost motivați. Elemente de mașină separate pot face două erori independente una de cealaltă: Nu trimiteți un impuls atunci când este necesar și să îl trimiteți atunci când nu este necesar. Prin urmare, este de dorit să aveți un dispozitiv care să fie angajat în restaurarea datelor inițiale. Acest dispozitiv trebuie să fie conectat la o multitudine de circuite de intrare ale organelor de comutare. O astfel de schemă nu este altceva decât să reproducă procesul de transfer de informații cu neuroni. După cum am văzut din fig. 22, sinapsele in-neuronale sunt terminațiile transferurilor laterale legate accidental ale A-Neuronilor.

Sa observat mai sus că neuronul cu o probabilitate foarte mare este încântat numai atunci când impulsurile primesc un anumit număr de sinapse. Prin urmare, concluzia: nu puteți avea unul, ci mai multe, de exemplu, trei, mașini de lucru paralele. Acestea sunt conectate la mixer, unde se stabilesc cel puțin două dintre cele trei rezultate de calcul, iar operațiunile ulterioare se bazează pe rezultatele coincide. Deci, "cele mai multe voturi" stabilește, să ia în considerare fiabile pentru lucrări ulterioare. În acest fel, puteți construi mașini în care probabilitatea de eroare poate fi redusă brusc.

Mixerul din acest caz îndeplinește funcțiile neuronului. Prin urmare, oamenii de știință investighează în mod activ problema modului în care mașinile automate pot fi construite din neuroni. Neuronii înșiși sunt toți mai adânci. Teoria mașinilor neuronale deschide oportunități ample de îmbunătățire a mașinilor electronice de calcul, sporind fiabilitatea, îmbunătățește comutarea, îmbunătățirea "memoriei" lor la zeci de ori. Este caracteristică că la primul simpozion din Statele Unite în BIONICS, cele mai multe rapoarte au fost dedicate reproducerii funcțiilor celulelor nervoase (neuroni), mașinilor de auto-învățare și auto-proclamate. În SUA, o serie de firme dezvoltă analogi electrici de neuroni pentru a colecta scheme care au o viteză mare de procesare a informațiilor și "autoorganizarea".

Acum despre "memoria" mașinilor electronice de calcul. De mai sus, în fig. 20, suntem printre părțile indispensabile ale mașinii incluse "memoria" operațională și pe termen lung. O astfel de separare a "memoriei" apare deoarece este dificil din punct de vedere tehnic într-un singur dispozitiv pentru a realiza cerințele de viteză și capacitate ridicată. Prin urmare, dispozitivul de stocare operațional are o capacitate mică, dar oferă înregistrarea rapidă și evaluarea. Într-un dispozitiv de stocare pe termen lung, este necesar mai mult timp pentru citire, dar capacitatea sa este foarte mare.

Care sunt dispozitivele tehnice ale "memoriei"?

Procesul de "memorare" poate fi o înregistrare a numerelor binare pe o bandă magnetică sau un tambur acoperit cu o panglică magnetică. Deoarece numărul din sistemul binar este codificat 1 și 0, adică prezența sau absența unui impuls de tensiune electrică, atunci când curentul este trecut prin bobina cu un miez, situată în apropierea panglicii sau a tamburului, sunt magnetizate și ele sunt magnetizate și stocate impulsul. Puteți repara impulsuri sub formă de încărcături electrice pe dielectric. Această dielectrică poate servi ca un ecran al unui tub de fascicul de electroni, similar cu cele utilizate în televizoarele obișnuite. Taxele de puncte formate de o grămadă de electroni denotă unități de numere și stocate de mult timp.

Există, de asemenea, linii de întârziere "memorare" cu ultrasunete. Acestea conțin un tub umplut cu lichid (adesea mercur). Tensiunea este aplicată la materialul piezoelectric situat în contact cu tubul. Sub acțiunea de tensiune în materialul piezoelectric se produce o împingere mecanică, ceea ce determină un val cu ultrasunete în lichid. Se deplasează de la un capăt al tubului la altul, unde există o placă de ieșire dintr-un material piezoelectric. Acesta convertește din nou ultrasunetele într-un impuls electric. Timpul trecerii valului ultrasonic (și se mișcă destul de încet) și există un timp de întârziere a pulsului. Deoarece fluidul își continuă oscilațiile și, mai departe, timpul de "memorare" poate fi de mai multe ori mai mare decât perioada de mișcare primară a valului.

Alte metode de "memorare" pot fi aplicate, de exemplu, cu ajutorul miezurilor de ferită etc.

Pentru a nu confunda numerele memorabile, li se atribuie adresele exacte în e-machine. Dacă acestea sunt înregistrate pe ecranul tubului de fascicul de electroni, adresa numărului este determinată de numărul tubului, șirurilor și coloanei. În cazul unei înregistrări magnetice, adresa este numărul benzii magnetice și a piesei pe ea. În mod similar, numerele sunt situate pe numerele de linii de întârziere și de impuls, fluctuând în ele.

Desigur, se aplică dispozitive speciale de comutare pentru a găsi adresa. Mai repede este posibil să găsiți numărul de pe ecranul tubului de fascicul de electroni, pentru că este suficient să specificați sistemul potențial dorit care controlează fasciculul. Cea mai lungă trebuie să se aștepte abordarea numărului dorit la înregistrarea unei benzi magnetice PA.

Descriem acțiunea memoriei mașinii electronice cu o linie de întârziere cu ultrasunete. Numerele, "memorate" în acest fel, sunt circulate continuu într-un inel închis. Trecerea numerelor este înregistrată de contorul de impulsuri. Dacă trebuie să luați în considerare numărul, adresa locului este depusă în registru, de unde trebuie să fie luată. Dispozitivul special "Monitoare" pentru a se potrivi cu numerele din contor și în registrul de adrese, numai atunci numărul este trecut prin canalele de ieșire. Înregistrarea indică, de asemenea, adresa locului în care trebuie înregistrat noul număr, iar numărul vechi este "uitat".

Am descris în detaliu circulația "memoriei" în diagramă cu linia de întârziere, deoarece în ea, pe ipotezele specialiștilor, mult în comun cu acțiunea memoriei umane. Se crede că memoria la om este realizată prin circularea excitației nervoase printr-o cale închisă constând din fibre și celule nervoase. Aderenții acestor opinii ca și cum ar fi descoperit deja structuri neuronale asemănătoare cu buclă închisă în țesuturile receptorului nervos.

Doctorul de știință de știință maghiar al științelor tehnice este mai puțin probabil pentru Taryan, o mulțime de probleme de automatizare neurală, aceasta susține că, dacă ar construi o "rețea neuronală" din neuroni artificiali, ar da "memoria" calității excepționale. Ar fi depășit totul în multe ordine de mărime tot ceea ce poate fi aplicat în mașini moderne de numărare.

Dar există un alt punct de vedere asupra mecanismului de acțiune al memoriei persoanei: ca și cum suntem obligați la proprietățile moleculelor de proteine ​​disponibile în celule. Modifică ordinea atomilor, care oferă un număr mare de state caracterizate de proprietăți chimice și capabile să se manifeste în funcțiile fiziologice ale celulei. Ipoteza că baza memoriei este restructurarea atomilor moleculelor de proteine, este valoroasă prin faptul că explică prezența memoriei în cele mai simple organisme, care nu își asumă memoria atât a circulației excitării nervoase.

O persoană alege din informațiile de memorie la asociere cu imagini ale obiectelor reale. Analogiile cu acest proces sunt bazate pe dispozitivele de stocare asociativă. În aceste dispozitive, căutarea de date nu este efectuată doar la adresa, ci în conformitate cu semnele informațiilor în sine. Au fost deja create un număr de tipuri de dispozitive memorabile asociative, unde semnele de informații sunt înregistrate pe hărți perforate, elemente magnetice etc. Îmbunătățirea în continuare a acestor dispozitive le va aduce să le aducă la cel mai remarcabil mecanism de stocare - memoria umană.

Datele BIONICS permit nu numai îmbunătățirea componentelor dispozitivului și a principiilor organizaționale ale automatizării contabile electronice, ci și de a crea mașini care să se comporte mai biologic, adică erau "inteligenți" decât mașinile noastre moderne.

În SUA, un grup de specialiști condus de dr. Frank RosenBlate este dezvoltat de o nouă teorie, pe baza căreia puteți crea un dispozitiv electronic care reproduce activitatea creierului și, în mare măsură, explică procesul de memorie umană. Folosind această teorie, a fost posibilă construirea unui model electronic, care, potrivit autorilor, este capabil să clasifice, să percepe și să descrie simbolic condițiile înconjurătoare, și să ia în considerare, de asemenea, schimbări complet noi și neprevăzute în mediul înconjurător și fără intervenția operatorului.

Mașina electronică de calcul a devenit familiarizată cu lucrările americane, așa cum este cunoscută, strict conform programului întocmit de o persoană și este necesar să se ridice necesitatea unei decizii neprevăzute, așa cum se oprește. Noul dispozitiv are propriile "corpuri" ale percepției sunetului, lumini similare cu simțurile umane. În centrul "organelor" percepțiilor se află bine cunoscute dispozitive electronice și electromagnetice. Desigur, ei nu sunt capabili să îndeplinească pe deplin ceea ce fac simțurile umane, dar vă permit să extindeți semnificativ cercul de informații care este de obicei perceput de aparat.

Prin natura lucrării, noua mașină este mai mare decât oricare altul, apropiindu-se de funcțiile creierului. Perice informații, îl clasifică și afișează conceptul. Majoritatea elementelor "memorie" din acesta sunt conectate aleatoriu, așa cum este creierul. Fiziologii sunt cunoscuți că cred că compușii dintre asociații sau "gândirea", celulele creierului sunt organizate, aparent, din întâmplare. La primirea informațiilor în noua mașină, acesta nu este un element individual în care se acumulează o anumită descărcare de informații și, în același timp, majoritatea elementelor.

Un grup condus de RosenBlat a continuat în primul rând din faptul că funcțiile de memorie sunt distribuite aleatoriu în elementele de asociere. Deci, celulele memoriale ale mașinii sunt distribuite la întâmplare. Dar compușii lor nu se schimbă în mod arbitrar în procesul de lucru. Pregătirea mașinii capabile de a percepe fenomenele realității, oamenii de știință au crezut că orice organism grijuliu a fost capabil să înțeleagă situația înconjurătoare în procesul de învățare și acumularea de experiență și nu primește această moștenire a proprietății. Prin urmare, toate celulele de stocare înainte de includere și începutul "antrenamentului" au fost complet neutre.

În fig. 26 prezintă procesele de percepere a impresii vizuale ale unui om și b - noua mașină numită

Percepton.

(Din cuvântul "percepție" - percepția).

Smochin. 26. Procesele de percepție a impresiilor vizuale: un bărbat (presupunere); B - Mașină electronică de calcul - perceptor Smochin. 27. Părțile principale ale mașinii electronice de calcul - Percepton

Smochin. 27 joacă principalele părți ale acestei mașini implicate în reproducerea imaginilor vizuale. "Pentru a vedea" o lentilă ajută-i concentrându-se pe "retina" de 400 de fotocelule miniaturale. Fiecare astfel de imagine excită o serie de fotocelule, această excitație este transmisă celulelor asociației, numărul total al cărora atinge 512. Marcajul din "memorie" rămâne datorită faptului că elementele de stocare care ghidă semnalul pentru a porni Dispozitivele reactive le pot îmbunătăți. Cu toate acestea, cu o nouă impresie, o mașină, ca o persoană, mai întâi face greșeli. Dar piesele din "Memorie" sunt fixate treptat și, în funcție de teoria probabilităților, este posibil să se asigure că anumite excite implică aceeași reacție. Aceasta înseamnă că mașina a dobândit un anumit "concept" în legătură cu condițiile care o înconjoară. Este practic necesar să se facă 15 încercări, după care mașina oferă 100% din răspunsurile corecte.

Operatorul poate "învăța" mașina să ajungă la concluziile dorite. Acest lucru este facilitată de prezența feedback-ului. Din dispozitivele de reacție, semnalele de feedback vin la celulele de stocare care au cauzat includerea acestora. Aceste semnale cresc "puterea" celulelor de stocare, adică pare a fi o "remunerație" pentru grupul care a cauzat reacția dispozitivelor la acțiune.

Mașina are control manual pentru a dezvolta conceptele necesare. Pentru răspunsul corect, mașina este "recompensată" (eficacitatea celulelor corespunzătoare) și "pedepsește" pentru o eroare (eficacitatea lor este redusă).

Trebuie remarcat faptul că "învață" nou-machin matematică este la fel de dificilă ca o persoană. Prin urmare, mașina electronică de calcul în performanța contului are același avantaj față de perceptron, ca în fața persoanei.

Ce a învățat cu adevărat modelul cel mai simplu al mașinii noi? Fără o persoană de ajutor, a determinat cu precizie locația figurilor geometrice spre dreapta și spre stânga "câmpului de vedere". Sa dovedit a fi capabilă să "învețe" pentru a distinge scrisorile alfabetului. Se presupune că perceptorul va fi capabil să recunoască discursul uman și să-l transforme în semnale, să gestionăm, să spunem, litere. Mașina este capabilă să facă traduceri dintr-o limbă la alta, selectarea literaturii, vizualizarea brevetelor. Într-un caz militar, este recomandabil să se folosească utilizarea sa în orientările de cochilii gestionate, avioane. Aici poate face mult mai ușor să facă procesul de luare a deciziilor, care este acum pe deplin încredințat oamenilor. Se consideră că este probabil să aplice mașinile unui nou tip pentru aportul de aer, deoarece sunt capabili să raporteze date neprevăzute, să detecteze modificările situației etc.

La evaluarea capacității mașinii de a recunoaște imaginile, a fost "arătat" un număr mare de fotografii ale navelor în mare, plante de rachete, avioane. Sa dovedit că mașina corectă "instruită" este capabilă să facă distincția între obiectivele unice, precum și obiectele înconjurate de alții sub formă de obiecte. De exemplu, deja la primul model al mașinii, corectitudinea recunoașterii hangarelor și a capoziilor a atins 100%, aeronava din Caponier este de 92%, avioane în afara adăpostului - 94%.

Nu este întâmplător ca marina americană să devină interesată să creeze un eșantion de mașină cu mii de celule de depozitare. Se presupune că o astfel de mașină nu va depăși dimensiunea mesei obișnuite. Adevărat, în timp ce celulele memorabile sunt foarte complexe și drumuri. Prin urmare, cel mai important, designerii plătesc dezvoltarea celulelor de stocare compacte, ieftine și fiabile. Potrivit celor mai recente mesaje, a fost deja construită cea de-a doua eșantion perceptron. Conține de 20 de ori mai multe elemente de memorie și o schemă de relații mai complexe decât primul model. Militarul american intenționează să utilizeze acest permanent permanent în viitorul apropiat pentru a descifra automat rezultatele de admisie a aerului - fotografii aeriene și identificarea obiectivelor pentru ei.

Cu ajutorul neuronilor artificiali, mașinile sunt deja create cu abilități de recunoaștere, chiar mai perfecte decât primii perceptoni. Deja create, de exemplu, o mașină pe o varietate de neuron electronic -

Arthrone.

. Acest neuron electronic este mai complicat de alți analogi. Are 16 state și proprietate de întârziere. Acesta este un element extrem de sensibil având două intrări și o ieșire. Semnalele de intrare și ieșire au o formă digitală. Diferența dintre mașina de pe arthroni de la primii perceptoni este că căile de trecere a semnalului între elementele sensibile și arthroni se schimbă în mod continuu aleatoriu, în timp ce în procesul de "învățare" vor fi găsite căile optime vor fi găsite. Dar chiar și după "învățare", mașina se întoarce cu ușurință la stadiul unui pasaj de semnal aleator.

Principalul mecanism cu care o astfel de mașină este învățarea "este patru comutatoare de mare viteză. Acestea compară semnalul primit cu nivelul pragului, determinați, deschideți comutatorul sau lăsați închis. În primul caz, semnalul către arthrone nu trece, în a doua trecere. Sistemul de feedback și aici oferă "încurajare" sau "pedeapsă", reducerea sau creșterea nivelului de prag de comutator.

Mașina de pe Arthron, conform tipăririi străine, poate fi utilizată pentru a controla automat aeronavele spațiale fără pilot, va contribui la crearea de vehicule de comandă de mare viteză pentru sediul unităților militare care facilitează soluțiile către comandant. Aparatul poate gestiona cu succes echipamentul care funcționează în condiții periculoase.

Imprimarea este, de asemenea, raportată la crearea unui alt analog neuron pentru dispozitive logice. Aceasta -

Neurist

. Acesta poate efectua toate operațiunile logice ale mașinilor electronice electronice existente și chiar și unele funcții pe care nu le-au spus încă. Conform diagramei, acesta este un canal care conține o bandă termistor și recipient distribuit. Acestea distribuie semnale - descărcările electrice care trec cu viteză și amplitudine constantă. După descărcare, dispozitivul devine imunitate de ceva timp și nu susține evacuările. După o anumită perioadă, el restabilește performanța. Dispozitivele logice pe neuristori sunt caracteristice faptului că dispozitivul și firele de conectare sunt un număr întreg.

O firmă străină a sugerat o mașină de auto-programare care alege în mod independent abordarea optimă a rezolvării problemei. Acesta este conceput pentru a recunoaște semnalele hidrolizatorului.

Înainte de utilizare, mașina este "instruită". Pe panglica perforată a blocului de memorie, semnalele hidroclectorului și semnalul ecologic create de navă sunt scrise. Dacă aparatul confundă ceva, procesul de comparație se repetă până când oferă răspunsul corect. "CONSTINAT" În acest fel, mașina poate analiza mai bine semnalele de localizare subacvatice decât operatorul.

Una dintre firmele americane a construit o mașină de învățare bionică pentru o identificare rapidă și o clasificare a obiectelor tridimensionale având o formă de minge, cub, piramide și o elipsoidă. Această calitate, conform specialiștilor din SUA, este foarte valoroasă atunci când vizualizați, analizând, selectarea fotografiilor pe sateliții de recunoaștere înainte de a le transfera pe Pământ. Și nu numai în acest caz, ci și atunci când recunoașteți începerea lansării de cochilii sau cochilii în fața aeronavelor sau a sateliților, precum și detectarea deșeurilor de rachete printre obiectivele false.

O astfel de mașină bionică constă dintr-o lentilă, 400 de fotocelule, amplificatoare de semnal de fotocelare, un bloc de memorie asociativ, constând din 400 de scheme logice simple, dispozitive logice de răspuns și dispozitive logice digitale care indică forma obiectului observat. Ieșirea fiecărui amplificator este conectată (prin lege aleatorie) cu intrările a nouă circuite logice ale blocului de memorie.

Cum funcționează o astfel de mașină bionică? Când imaginea optică este proiectată pentru fotocelule, semnalele de la acestea după amplificare intră în circuite logice ale "memoriei asociative", de acolo la două dispozitive logice de răspuns. Iată procesul de învățare a mașinii. La intrarea dispozitivelor de răspuns, semnalele sunt "cântărite", adică, în funcție de faptul că prezența acestui semnal este recunoscută în mod corespunzător, fie este fie îmbunătățită, fie slăbită. Acest lucru se realizează datorită scăderii rezistenței la intrarea circuitelor logice de răspuns.

Din modelele neuronale creează rețele întregi care sunt destinate să simuleze anumite funcții ale sistemului nervos. Rețelele sunt construite, schimbând parametrii lor în conformitate cu modificările naturii iritației, precum și o rețea destinată memoriei datelor și capabilă de "învățare".

În cel de-al doilea simpozion din Bonics a fost raportat că în SUA a fost creată o mașină de studiu pe o rețea neurală de 102 de memori.

Memologii

- Acestea sunt elemente lichide, decorate structural sub formă de vase de plastic mici la o treime din centimetrul cubic. Vasele sunt umplute cu electroliți și au electrozi. Efectul elementelor se bazează pe schimbarea rezistenței de la 3 la 100 ohmi. Rețeaua unui astfel de memoriu imită activitatea corpului vizual uman la recunoașterea imaginilor. Pe baza acestei mașini, se presupune că creați un dispozitiv pentru rezolvarea problemelor complexe de navigație, predicțiile meteorologice etc.

Statele Unite dezvoltă, de asemenea, o mașină concepută pentru a recunoaște vorbirea și imprimarea textului cu voce. Specialiștii se angajează, de asemenea, în problema transformării unui set de numere într-o voce umană înregistrată pe o bandă magnetică. Această voce este introdusă în mașina electronică de calcul și produce o analiză matematică a sunetelor. Apoi, de la numerele primite din nou recreate (sintetizate), discursul uman este, de asemenea, înregistrat pe un film magnetic. O astfel de analiză și sinteză a discursului vor fi foarte valoroase pentru îngustarea canalelor de comunicare.

De mare importanță pentru comunicarea în cazuri speciale de utilizare a echipamentelor militare, cum ar fi aeronavele, va avea transformarea spectrului de vorbire al frecvențelor în oscilații mecanice. Aceste oscilații mecanice vor fi percepute nu în ureche și pe pielea umană.

Faptul este că în planul de zbor, zgomotul interferează cu recepția semnalelor de sunet prin organele auditive. Pielea susceptibilă la frecvențe, nouă ori mai mică decât frecvențele percepute de ureche (1000-4000 Hz). Prin urmare, când am transformat frecvențe sonore în oscilații mecanice, operatorii ar putea determina unele sunete folosind degetele situate pe vibrator. În plus față de reducerea efectului zgomotului, această transmisie are un secret mai mare.

Cercetarea în domeniul mașinilor instruite și de auto-învățare se desfășoară în URSS. În calitate de faimosul om de știință sovietic V. M. Glushkov a declarat într-una din spectacolele sale, în centrul de calcul al Academiei de Științe a SSR ucrainean (acum se numește Institutul Cibernetics), mașina electronică "a antrenat" sensul frazei în limba rusă. Programul a fost prevăzut pentru aceasta: mașina este raportată de o serie de fraze semnificative; Apoi, în procesul de verificare, acesta a sortat corect fraze semnificative de la lipsite de sens și nu numai pentru acele fraze pe care le-a învățat în procesul de învățare, dar și pentru frazele străinilor.

La modelare pe mașina procesului de "învățare", semnificația frazei în limba rusă ar putea fi imitat de diferite tipuri de "formare" - de la poftele goale la o sensibilitate la generalizări grase și o fantezie irepetabilă.

Unul dintre personalul Institutului de Automatizare și Telemecanică al Academiei de Științe a URSS a fost prezentat de ipoteza compactei, permițând să explice procesul de învățare și să o reproducă artificial. În prezent, ipoteza de compactare este verificată pentru animale.

Pentru a înțelege semnificația ipotezei de compactare, imaginați-vă un plan împărțit în celule și completat "P" - Photozelemente care imită "receptoarele" receptoarelor de iritare ușoară (fig.28, stânga).

Smochin. 28. Schema procesului de "învățare" de mașini care identifică litera a

Dacă o imagine este proiectată pentru această fotocopie tipică, atunci destul de anumite fotocelule sunt încântați. Starea întregului perete foto poate fi caracterizată printr-un punct, așa cum se spune, în spațiul receptorului (fig.28, dreapta). Acest punct este vârful unui singur cub. Deci, litera A va corespunde în funcție de scrierea unui grup de puncte, litera B este un alt grup de puncte din spațiul receptorului. Oamenii de știință sugerează că creierul uman în unele moduri se formează din zone din spațiul receptorului corespunzător unei alte imagini.

Ipoteza de compacdere poate fi formulată după cum urmează: o persoană percepe multe senzații vizuale diferite ca o singură imagine, dacă o multitudine de puncte care corespunde acestui sentiment, în spațiul receptorului, este într-un sens un set compact. Sarcina de "învățare" a mașinii, astfel, este de a realiza în spațiul suprafețelor care separă o regiune de cealaltă, ceea ce înseamnă capacitatea de a distinge imaginile. În procesul de "învățare", mașina "își amintește" poziția punctelor corespunzătoare literelor A, B etc. în spațiul receptorului. Ca urmare, atunci când aparatul prezintă litera, determină locul în care punctul este caracterizat prin imaginea afișată și, în funcție de această "răspuns", care este scrisoarea.

Pe baza acestei ipoteze, a fost dezvoltat un program implementat pe mașini digitale. Și sa dovedit că mașinile sunt foarte ușor de "învățat" pentru a recunoaște cinci cifre: 0, 1, 2, 3 și 5 (datorită faptului că figura 4 este similară cu figura 1, nu a fost utilizată în primele experimente).

În cursul instruirii, mașina a fost prezentată 40 numere selectate și a raportat codul condițional, numere. Apoi au arătat cele 160 de opțiuni rămase pentru fiecare cifră care nu au fost văzute înainte de mașină. Trebuia să le recunoască. Și din 800 de cazuri a permis doar ... patru inexactități.

În spatele primelor experimente de succes ale oamenilor de știință sovietici au urmat cele noi. Pe un material educațional mic, mașina "a învățat" să recunoască toate zece cifre. Acum, este studiată posibilitatea recunoașterii mașinii tuturor literelor alfabetului și chiar a portretelor.

Oamenii de știință sovietici cred că în viitorul apropiat mașina va putea să se antreneze nu numai recunoașterea imaginilor, ci și să le pregătească procese mai complexe. Astfel de mașini în viitor pot înlocui o persoană atunci când efectuează cele mai subtile operațiuni. De exemplu, ei vor putea să judece sunetul unității de lucru cu privire la serviciul său sau să asculte bătăile inimii, diagnosticați. Este interesant faptul că mașinile pot fi egale la fel, și apoi să le specializeze, "predarea" unui fel de "ambarcațiune".

Membru real al Academiei de Științe a Ucrainei SSR V. Glushkov susține, de exemplu, că mașina electronică de calcul, tratarea unui material experimental, poate deschide o nouă lege a naturii, un compilator absolut necunoscut. Desigur, este mai natural să spunem că legea corespunzătoare este deschisă cu mașina cu un programator, dar când omul de știință deschide ceva, autorul nu se aplică celor care au învățat-o.

Mașinile de auto-învățare sunt dezvoltarea ulterioară a sistemelor cu adaptare automată, care a fost discutată în capitolul precedent. Dispozitivele de auto-învățare acumulează experiența de management și își sporesc "calificările". În același timp, ei sunt capabili să îndeplinească astfel de funcții care nu au fost așezate în ele. Este vorba despre faptul că dacă designerul a pus capacitatea de a îmbunătăți și de a învăța în mașină, apoi implementarea acestei abilități, mașina însăși găsește cea mai bună structură și legile comportamentului care pot fi neașteptate pentru designerul în sine. În acest fel, procesul de îmbunătățire a armelor mașinilor pe modul de formulare vii, care se confruntă cu cele mai remarcabile rezultate pot fi efectuate.

În concluzie, aș dori să subliniez din nou comunitatea legilor conducerii în tehnica și viața sălbatică. Această idee este piatra de temelie a ciberneticii. Studiul proceselor de management în organismele vii este extrem de important pentru dezvoltarea tehnologiei, în special pentru automatizare.

Gestionarea, ca impact vizat, își asumă prezența unui obiectiv. Un astfel de scop poate fi doar într-un organism viu. Acum, datorită geniului creativ al unei persoane, a apărut automat, în care impacturile vizate sunt comise fără participarea directă a organismelor vii. Scopul din aceste mașini și-a investit creatorul - o persoană.

Procesul de control din mașină sau organismul viu este format din trei părți: studierea obiectului gestionat, dezvoltarea unei strategii de gestionare, implementarea strategiei selectate. Mai sus am vorbit despre stagiarii și mașinile de auto-învățare: pot lua una dintre operațiunile de gestionare, și anume studiul obiectului gestionat. A doua parte a procesului este de a dezvolta o strategie de management - poate fi efectuată și de sistemele de căutare automate. A treia operațiune este de a pune în aplicare strategia de gestionare adoptată - este efectuată de dispozitive tehnice, a căror sarcină este posibilă mai rapid și mai precis modurile de funcționare selectate. Este important să se asigure cea mai mare eficiență a managementului.

Potrivit specialiștilor Institutului de Automatizare și Telemecanică al Academiei de Științe ale URSS, unele procese de management în organismele vii procedează în conformitate cu principiile managementului optim. Prin urmare, angajații Institutului împreună cu biologi și medici își verifică ipotezele asupra facilităților de viață. Introducerea mașinilor din ce în ce mai perfecte nu se diminuează, ci crește rolul unei persoane în aplicarea mijloacelor tehnice moderne. El aparține Împărăției de Automatizare din partea dreaptă a comandantului care ia decizia finală. Acest lucru este pronunțat în special într-o afacere militară, unde există și o implementare rapidă a automatizării și telemechanicii.

Având în vedere cele de mai sus, este clar să se înțeleagă mai clar de ce, în rezolvarea sarcinilor de gestionare, nu numai partidele tehnice ale cazului sunt luate în considerare, ci și factori psihologici și fiziologici asociați cu participarea unei persoane în management procese. Astfel de lucrări din URSS sunt conduse de experți în domeniul automatizării în Comunitatea cu psihologi și fiziologi.

Soluția acestor sarcini complexe se numește bionică. Nu este întâmplător faptul că un om de știință sovietic a numit figurativ controlul automat al lemnului, alimentând sucurile de sarcini de automatizare practică actuale, cu un vârf care pleacă în zona celor mai subtile probleme ale celei mai înalte activități nervoase a unei persoane. Nu există nici o îndoială că dezvoltarea acestei zone fructuoase va face posibilă obținerea unui nou succes în crearea și îmbunătățirea tehnicii societății comuniste, care este necesară atât pentru perioada de hevy a forțelor productive ale patriei, cât și pentru a-și proteja siguranța orice inflamare din exterior.

1. N. Wiener. Cibernetică, control și comunicare în animal și mașină. M., Ed. "Radio sovietic", 1958.2. I. A. Poleatayev. Semnal. M, Ed. "Radio Sovietic", 1958.3. V. A. trapeznikov. Cibernetică și control automat. Magazine "Natura", aprilie 1962.4. S. A. DOGA Novsky. Sisteme automate de auto-ajustare. M., Ed. "Cunoștințe", 1961.5. L. P. KR A Y Z M E R. Bionics. M., Gosnergoisdat, 1962.6. Mai puțin decât Taryan. Probleme de cibernetică. Revista "Nature", iunie 1959.7. Săptămâna aviației, 7 iulie 1958,8. Rachete și rachete, 29 iunie și 6 iulie 1959.9. Săptămâna aviației, 3 octombrie 1960.10. Design electronic, 14 septembrie 1960.11. Radio-electronică, mai 1960.12 . Electronică, 23 septembrie 1960.13. Viața, 28 august 1961.14. Simpozionul BIONIC, 1960, 1961.

Descărcați o carte: NPBVI-ASTASHENKOV-P_T_-CHTO-TAKOE-BIONIKA-1963.DJVU [1.65 MB] (Paming: 63)

P. T. ASTASHENKIVIVIVEAT Diverse Ministru al Apărării al Ussrmoskva -1963

Numele științei "Bionics" este familiar cu mulți - se întâlnește din ce în ce mai mult. Cu toate acestea, imaginați-vă exact ce este, nu tot. Deci, ce este această direcție?

Cuvântul "bionică" este format din bionul grec - elementul vieții sau de a trăi. În esență, această știință este o graniță între biologie și tehnologie. Acesta rezolvă sarcini de inginerie bazate pe analiza structurii și a vieții organismelor. Această direcție este strâns legată imediat cu mai multe tendințe științifice, cum ar fi fizica, chimia, biologia, cibernetica și ingineria (electronică, navigație, comunicații, carcară marină).

Ideea de a folosi cunoașterea faunei sălbatice pentru a rezolva diverse sarcini de inginerie se referă la autori Leonardo da Vinci. . Un exemplu viu de o astfel de încercare de a construi o aeronavă, astfel încât el valuri cu aripi ca și păsările.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei, interesul pentru viața sălbatică și mai intensificat din punctul de vedere al determinării generalității tuturor lucrurilor cu manipulările și lucrările de inginerie. Oficial, știința bionicii provine din 1960, când vorbea în acest context la primul simpozion din Dyton (SUA).

Ce studiul Bonicics?

Printre interesele principale ale bionicii sunt studiul sistemului nervos al omului și al animalelor, precum și modelarea celulelor noi (implică neuroni și conexiuni neuronale), care în viitor pot fi utilizate pentru a îmbunătăți echipamentul de calcul și dezvoltarea de noi elemente de tehnologie. De asemenea, această știință este interesată de studiul simțurilor și al altor sisteme de percepție umană pentru dezvoltarea ulterioară a noilor senzori și sisteme de detectare a obiectelor. În plus, în BIONICS, o atenție deosebită este acordată studiului principiilor orientării, localizării și navigației la animale pentru a introduce aceste principii în tehnică. Iar studiul caracteristicilor biochimice ale oamenilor și animalelor care urmăresc cercetătorii care practică BIONICS să introducă aceste principii în dezvoltarea tehnologiei.

Deci, oamenii de știință admiră faptul că sistemele de miniatură a ființelor vii. De exemplu, elementele sistemului nervos în cantitatea de mai multe milioane ocupă un număr total de decimetri ai zonei creierului. Firește, prin urmare, dorința de a recrea un astfel de sistem abilitat în tehnica, care va oferi avantajul oamenilor în managementul ingineriei. Interesat de cercetători și economia muncii - creierul uman în procesul de lucru activ consumă doar câteva wați. Potrivit experților, studiul fiabilității sistemului nervos va le oferi cheia creării de tehnici de înaltă calitate, care va fi cea mai fiabilă posibil. Toate acestea și mult mai îngrijorări oameni de știință.

Tipuri de știință.

Oamenii de știință alocă mai multe tipuri de bițiuni:

  • Biologică, care este implicată în studiul proceselor biologice în natură.
  • Bionica teoretică, care construiește calcule și formule matematice pe baza acestor date.
  • Bionica tehnică, care utilizează aceste calcule și observații pentru a rezolva diverse sarcini de inginerie și a crea echipament.

Pe baza științei de bază, este alocată o direcție separată - neurobionică. Există versiuni pe care această direcție științifică a devenit baza pentru dezvoltarea inteligenței artificiale.

Exemple naturale de invenții bazate pe bionk

Experții remarcă faptul că exemplul cel mai simplu și clar se numește balamale. Acțiunea bazată pe faptul că o parte a designului se învârte în jurul celeilalte este utilizată în scoici marini. Ei o folosesc pentru a-și gestiona chiuvetele, astfel încât să le puteți deschide sau să le închideți dacă este necesar.

De asemenea, toți oamenii sunt familiarizați cu un astfel de subiect ca pensete. Este considerat analogul natural al acestuia, ciocul ascuțit și adeziv al VERETNIAN. Chiar și cupele de aspirație obișnuite care sunt folosite ca atașament pentru diverse aparate de uz casnic sau pastă pe pantofi de lucrători din chiuveta ferestrelor înalte și cele împrumutate de la natură. Bocancii sunt echipați cu astfel de fraieri, picioarele lui Quix, datorită căreia poate fi ținută în siguranță pe frunze alunecoase de plante. Apropo, cupele de aspirație sunt atât la cacara, care le folosesc pentru un contact strâns cu victimele lor.

Добавить комментарий