Юный техник 1969-07, страница 54
САМОПРИСПОСАБЛИВАЮЩАЯСЯ Система, у которой автоматически изменяется способ функционирования СИСТЕМА с цепы0 наилучшего управления. Представьте себе единую автоматическую систему, которая сразу же, мгновенно реагирует на любые изменения в режиме работы, на любые изменения внешней среды. Повысилась вдруг температура — незамедлительная реакция. Неожиданно упало давление — тут же срабатывают датчики, и оно восстанавливается. Непредвиденное нарушение в составе жидкости — сейчас же система его «выравнивает». Ну и автомат, думаете вы, такого и не существует! Оказывается, существует. Это живой организм. В частности, мы, люди, представляем собой ту наивыгоднейшую, наилучшую, оптимальную систему, «у которой автоматически изменяется способ функционирования с целью наилучшего управления». Самоприспособление — неоценимое свойство живого организма, выработанное в результате длительнейшей истории,—идеал, к которому стремятся создатели современных автоматов. Появление кибернетики позволило поставить воистину дерзкую задачу: нельзя ли приспособление живых организмов к внешней среде рассматривать как аналог (подобие) адаптации (приспособления) технических автоматических систем с изменяющимися на них воздействиями? Возможно ли самоприспособление в системе технической? Представляете, как это было бы замечательно! Автомат работал бы хорошо не только в обычной, нормальной для него обстановке, но и в аварийной, выравнивался бы при любых режимах работы, действовал бы подобно человеку. В самоприспосабливающихся технических системах существует своеобразное деление «по линии поведения». Наиболее простые из них — самонастраивающиеся, они сами отыскивают наилучший режим работы в зависимости от внешних влияний. Эти системы все больше и больше находят применение в технике. Можно, например, сделать самонастраивающимся станок с программным управлением. Для этого нужно, чтобы управляющее устройство следило за отклонениями в размерах изготовляемых деталей, автоматически вносило изменения в программу, по которой работает станок. Тогда несовершенная в начале программа будет по мере работы станка улучшаться, брак сведется к минимуму. Об этих настройках станка на лучший режим ученые говорят как о самоусовершенствовании станком своего алгоритма — своего руководства к действию. Раз система сама может усовершенствовать свой алгоритм работы, то она сама может усовершенствовать и алгоритм поведения, сделать его гибким, ищущим, приспосабливающимся к внешней среде. Такую систему, изменяющую характер действия в зависимости от непредвиденных обстоятельств, принято называть самоорганизующейся. Она уже на ступеньку выше самонастраивающейся. Классическим примером самоорганизующейся системы стал гомеостат, сконструированный У. Р. Эшби. Вот как описывается принцип действия этого аппарата. «Гомеостат состоял из четырех электромагнитов, сердечники которых, перемещаясь, передвигали ползунки реостатов. Питание электромагнитов включалось через эти реостаты. Отклонение сердечника в крайнее положение вызывало в схеме случайное переключение соединений реостатов и обмоток электромагнитов. Положения всех четырех сердечников были, таким образом, взаимосвязанными, так как ток в каждом соленоиде зависел от положения всех четырех реостатов, а положение каждого реостата зависело от тока в соответствующем соленоиде. Включение питания вызывало движение всех сердечников и перемещение ползунков всех реостатов. При этом могло быть два случая: либо после некоторого переходного процесса все сердечники находились в некотором устойчивом промежуточном состоянии и движение прекращалось, либо система не находила устойчивого состояния и один из сердечников выходил за пределы нормального отклонения, доходя до упора. В схеме тогда происходили случайные переключения, и поиски равновесия возобновлялись. В конце концов после нескольких переключений, осуществлявших случайные переключения в схеме соединений гомеостата, система самостоятельно доходила до такого состояния, 52 |
