Техника - молодёжи 1962-06, страница 32

измерить расстояние между смежными пиками иа осциллограмме? Если эти пики находятся на одинаковом расстоянии, то, значит, в шуме имеется периодическая составляющая, а в машине —- дефектные детали. Если пики расположены на осциллограмме в беспорядке, то периодической составляющей в шуме нет и мы можем не опасаться аварии.

Мы уже говорили, что мощность импульсе, издаваемого дефектной деталью, всегда значительно слабее мощности общего шума машины. Поэтому может случиться так; что повышение звукового дввления, вызываемое дефектом детали, совпадет по времени с понижением звукового давления, вызываемого работой остальных элементов механизма. В этот момент мы не получим на осциллограмме необходимого пика. С другой стороны, нас может ввести в заблуждение случайный выброс шума, который мы примем за сигнал, поденный дефектной деталью.

Усиление звука, издаваемого маши-ной, здесь ие поможет. Кому приходилось настраивать приемник на далекую и слабую радиостанцию, энает, что как ни крути ручку регулятора громкости, качество приема от этого не улучшается. Усиливая полезный сигнал, мы одновременно усиливаем и помехи, которые его заглушают.

Если крепость нельзя взять лобовой атакой, то имеет смысл испытать обходный маневр. Поскольку изменение звукового давления при шуме машины происходит случайным образом, то вполне естественно обратиться к науке, объектом которой и служит случайность, то есть к теории вероятностей. Один из ее разделов занимается исследованием не просто случайных событий и величин, в таких случайных величин, которые меняются во времени, Этот раздел называется теорией случайных процессов и имеет прямое отношение к изучению шума работающей машины.

Допустим, мы -имеем 10 чисел — 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, В, 9, 10 — и выби

Л ред вами две осциллограммы шума, возникающего при работе исправных и дефектных шестерен. Ло записи шума невозможно смазать, каиая из этих передач исправив, а какая иет.

ы

раем из них два таких числе, сумма которых равняется десяти. Такими парами чисел будут: 1 и 9, 2 и 8... 5 и 5. Составим произведение этих чисел.

1X9=9

2X8=16

3X7=21

4X6=24

5X5=25

Мы видим, что чем ближе стоят по величине перемножаемые числа, тем больше их произведение. Значит, за меру близости двух чисел в этом случае можно взять величину их произведения. На этом принципе и основана идея одной из важнейших характеристик случайного процесса — корреляционной функции.

Корреляционная функция случайного процесса монотонно убывает.

Корреляционная же функция периодического процесса тоже периодическая; например, корреляционная функция синусоидального колебания будет синусоидой.

Если мы имеем смешанный процесс, то есть случайный шум, с замаскированным в нем периодическим сигналом, то корреляционная функция будет представлять собой сумму корреляционных функций обоих процессов. Поскольку корреляционная функция шума монотонно убывает, то мы в конце концов получаем чистый периодический сигнал, совершенно не затемненный шумом. Как мы уже' говорили, по виду осциллограмм нельзя сделать вывод, в каком случае мы имеем дело с исправными деталями и в каком с дефектными. Но вид корреляционных функций этих осциллогремм уже не оставляет никаких сомнений.

Вид корреляционной функции шума коробки передачи трактора «ДТ-54», который пришел в мастерскую иа ремонт, четко показал на то, что в коробке отдельные шестерни и подшипники имеют дефекты. После того как коробку разобрали, в ней действительно были обнаружены неисправные детали. По окончании ремонта неисправные шестерни и подшипники были заменены и корреляционная функция шума коробки приняла обычный вид.

ПРИБОР ПРЕДСКАЗЫВАЕТ АВАРИЮ

Определение корреляционной функции, которое описано выше, требует очень большого труда и может срезу охладить энтузиазм желающих предсказать аварию машины. Но это уже не принципиальные трудности; они могут быть преодолены созданием счетно-решающего устройства, которое производило бы автоматически все вычисления. Прибор не сложен. Шум машины через микрофон записывается на магнитную ленту. Он автоматически анализируется, и его корреляционная функция изображается на экране. Если регистрирующий прибор будет рисовать нам обычную «колоколообразиую» корреляционную функцию, мы можем не опасаться, что в ближайшее время нашей машине грозит авария. Но в том случае, когда корреляционная функция станет периодической, мы должны принимать соответствующие меры, чтобы предотвратить аварию.

о. <

и и о л

В пятом номере журнала «Знание — сила» за 1961 год был опубликован рассказ ,«Игра». Герой этого рассказа профессор Зарубин собрал на стадионе участников съезда молодых математиков и составил иэ них модель схемы электронной вычислительной машины «Урал», в которой каждый яз участников играл роль отдельного элемента машины. Сообщив каждому участнику несложные правиле передачи информации своим соседям в соответствии с тем, как это сделано я «Урале», профессор Зарубни добился, чтобы построенная таким образом «машина» перевела фразу с португальского языка на русский. Лишь ив следующий день участникам игры был объяснен ее смысл, после чего иа вопрос профессора Зарубина «может ли машяна мыслить?» последонало дружное нет!» всех собравшихся. Профессор Зарубин был вполне удовлетворен втпм ответом, тем более что по воле автора рассказа принятый им способ опровержения тезиса о возможности машинного мышления был охарактеризован как гениальная выдумка.

Представим, однако, на минуту, что вместо схемы машины «Урал» профессор Зарубии располагал точной схемой взаимосвязей иейроиов своего собственного мозга, включая закономерности передачи информации от одного нейрона к другому.

Предположим далее, что ои располагал бы достаточно большим числом людей, согласившихся изображать отдельные нейроны н передавать информацию друг другу и соответствии с указанными закономерностями. Будучи приведена в соответствующее начальное состояние, такая система людей, действуя совершенно механически, воссоздала бы мысли профессора Зарубина, в том числе н мысль о проведении описанной выше игры в машину «Урал».

Если бы теперь профессор Зарубин обратился к многомиллиардной аудитории участников указанной «игры в мозг» с вопросом: «Мыслит ли профессор Зарубии?», то, следуя логике рассказа «Игра», он должен был бы услышать в ответ дружное «нет!».

Описанная ситуация характерна для различных опровержений тезиса о возможности машинного мышления, появляющихся в ивучио-популяриых н даже в научных изданиях. В подавляющем большинстве случаев аргументы подобных опровержений столь же пригодны для доказательства иевоз-

28