Техника - молодёжи 1956-09, страница 45

У простых живых существ — растений, насекомых—тропизмом называется их способность постоянным образом, автоматически реагировать на одностороннее раздражение светом, силой земного притяжения, определенным химическим веществом. Мотылек всегда летит на свет, а постельный клоп прячется от света — у них выработались разные тро-пизмы. «Тропизм» электронной черепахи зависит от степени зарядки аккумулятора.

Когда аккумулятор заряжен, действует тропизм клопа. При отсутствии света, падающего на фотоэлемент, заперты обе лампы, оба реле включены на двигатель, вращающий переднее колесо, и черепаха движется навстречу темноте.

Но вот появился слабый свет. Его сигнала недостаточно, чтобы после усиления в первой лампе переключить первое реле, но вторая лампа включена последовательно и доводит силу сигнала до предела чувствительности второго реле. Второе реле переключается на двигатель, вращающий рулевую колонку, и черепаха, не прекращая движения, начинает поворачивать.

Так как черепаха поворачивает всегда в одну сторону, то может* случиться так, что это будет путь к свету. Тогда сигнал, идущий от фотоэлемента усилится, и первая лампа переключит свое реле. Ток будет поступать только в двигатель, вращающий рулевую колонку. Черепаха остановится и, вращая фотоэлемент, найдет, наконец, направление, в котором сила света уменьшается. Только в этом случае сначала одно реле, а за ним и второе переключатся на двигатель хода; черепаха поползет в направлении темноты.

Особый контакт, установленный под панцырем, позволяет переключать тропизм вне зависимости от зарядки аккумулятора. Этот контакт замыкается при ударе панцыря о препятствие; одновременно включается конденсатор. Черепаха останавливается и резко меняет направление — ползет обратно, отходит от препятствия. Но прошло некоторое время, емкость конденсатора исчерпана, тропизм переключается самостоятельно: черепаха возвращается к препятствию, чуть переместившись в сторону, — она нащупывает его край и будет повторять так несколько раз, пока не нападет на путь, ведущий уже мимо препятствия.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Принцип обратной связи, имеющий большое значение в технике и позволяющий строить саморегулирующиеся механизмы и электрические схемы, как выясняется в последнее время, был «открыт» самой природой задолго до того, как к нему пришли механики. Наши нервы не только передают приказания мускулам, когда мы совершаем какое-либо движение. Другие нервы осуществляют обратную связь — они сигнализируют управляющему нервному центру, что мускул выполнил свою задачу. Пока ребенок упражнениями не отрегулировал свои обратные связи, ему плохо удаются целеустремленные движения.

Если бы вход усилителей не был связан с выходом обратной связью, черепаха большей частью кружилась бы на одном месте, так как чувствительность ее реле на максимум и минимум света была бы постоянна. При тропизме клопа, например, ей редко удавалось бы найти такую постоянную степень темноты, чтобы итти туда прямым ходом.

Обратная связь усилителей позволяет черепахе автоматически приспосабливаться к среднему уровню освещенности и различать небольшие отклонения от него. Электрический сигнал, идущий от фотоэлемента, пройдя усилители, возвращается обратно и накладывается на поступающий сигнал, приводя его к некоторому среднему уровню, а если это потребуется, и меняя его знак на обратный. Отсюда следует, что для перемены тропизма черепахи необходимо только изменить регулировку уровня обратной связи, что легко выполняется простым переключением.

КОРА

В конце концов черепаха Эльси перестала существовать. Ее разобрали.

Из частей Эльси Грей Уолтер собрал новую черепаху, которую назвали Корой. Впрочем, некоторые детали для Коры пришлось делать вновь, например микрофон. Был моделирован «слух» черепахи.

Первое время Кора ничем не отличалась в поведении от исчезнувшей Эльси, хотя на ее рулевой колонке рядом с фотоэлементом вращался микрофон. Но Грей Уолтер завел себе обычай свистеть, когда черепаха шла на свет и получала подзарядку. Иногда он свистел и просто так. Свист никак не сказывался на движениях черепахи.

Однако со временем стали замечать, что черепаха поворачивает на свист, если нуждается в питании, и уходит от него, если ищет темноты. Грей Уолтер настойчиво свистел и» наконец, перестал зажигать лампу у контактов. Черепаха шла к ним, если рядом раздавался свист.

Тогда Грей Уолтер стал подзывать Кбру свистом на пустое место, где она не находила контактов питания. Некоторое время обман удавался, но затем черепаха все неохотней шла на свист, а потом и вовсе перестала его замечать. Пришлось зажигать лампу.

Конечно, результаты этого опыта были подготовлены изменениями в конструкции органов управления черепахи. Между цепью микрофона и цепью фотоэлемента был установлен конденсатор, так что при совпадении токов в обеих цепях с фактом зарядки аккумулятора конденсатор немного заряжался, а при несовпадении — разряжался. Когда заряд конденсатора достиг определенной величины, цепи соединились и могли заменить одна другую, свист вполне заменял черепахе свет в ее новом «тропизме». Но когда совпадения прекратились, конденсатор постепенно разрядился, и модель «привычки» или условного рефлекса перестала действовать. Это тоже была очень простая схема.

ЦЕНА ПРОСТОТЫ

Вы любите отгадывать загадки?

Обычно загадка содержит описание простой вещи, но ее признаки подобраны так, что связи между ними не чувствуешь. На каждый признак приходит в голову особая вещь. Есть, впрочем, загадки-шутки, которые так и задуманы, отгадать их невозможно. «Что такое: кругом перья, а в середине полезное? Куры вокруг аптеки».

Раньше конструкторы «роботов» брали отдельные признаки организма и на каждый из них создавали отдельное устройство. Чем сложней была схема под панцырем, тем больше гордился создатель «робота».

Новый подход к модели-роботу отличается тем, что на опыте выясняют и демонстрируют свойства простой схемы. И чем большее число свойств электрической схемы совпадает со свойствами загадочной схемы, имеющейся в живом организме, если совпадают не только достоинства, но и недостатки схем, тем сильнее наша уверенность, что мы на пути к разгадке обычной, а не шуточной загадки.

Такая деталь схемы черепах Грея Уолтера, как сигнальная лампа, загорающаяся в момент, когда черепаха останавливается и ищет света, просто забавна. Она-то и заставляет черепах «танцевать» друг перед другом. Но она не находит соответствия в схемах живого организма, так как внимание животных друг к другу — это сложнейший акт, связанный с высшей нервной деятельностью. Существа, обладающие лишь простейшими «тропизмами», вполне безразличны к подобным себе.

Но другие свойства моделей Грея Уолтера заслуживают самого пристального внимания и исследования.

ЧТО ЧИТАТЬ ПО СТАТЬЯМ ЭТОГО НОМЕРА

«ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ...»

Применение электронных вычислительных устройств в промышленности. Институт научной информации АН СССР,

1955 г.

«СВИДАНИЕ ПЛАНЕТ»

Г. Т и х о в, Астробиология. Изд-во «Молодая гвардия», 1953 г. «Астрономический календарь на

1956 г.». Гостехиздат, 1955 г.

Ф. 3 и г е л ь, Загадка Марса. Детгиз, 1952 г.

«СУЩЕСТВОВАЛА ЛИ АТЛАНТИДА?»

Е. Андреева, Вековые загадки. Гос-геотехиздат, 1954 г.

Е. Хагемейстер, Ледниковый период и Атлантида. Журнал «Природа» № 7, 1955 г.

«ВОЗДУШНЫЙ мотоцикл»

Н. к а м о в. Винтовые летательные аппараты. Оборонгиа, 1948 г.

А. Загордин, Элементарная теория вертолета. Воениздат, 1955 г.

«КАК ВЫ ДУМАЕТЕ, СКОЛЬКО ЛЕТ НАШЕЙ ЗЕМЛЕ?»

Е. С. Б у р к с е р, Как определяется возраст горных пород и Земли. Издательство АН Украинской ССР, г. Киев.

В. М. Ра у ш е н б а х, Новый метод определения возраста археологических памятников и геологических отложений. Ж урнал «Природа» № 2, 1952 г.

В. В. Белоусов, Вопросы строения и развития вемной коры. Журнал «Природа» № 9, 1951 г.

В. В. Белоусов, Тектоническое развитие земного шара. Журнал «Природа» № 2, 1952 г. I

39