Именно поэтому сотрудники одного из научно-исследовательских институтов В. К. Чичинадзе и О. А. Чарквиани не были удивлены, когда перед ними поставили удивительную на первый взгляд задачу. Она формулировалась так: создать машину для расчета регуляторов, которая находила бы лучшее 'решение по принципу регулирования в живых организмах.

И вот она стоит в лаборатории института - электронная модель самонастраивающейся системы, как гласит ее полный титул.

Основная часть больше всего напоминает невысокий двойной шкафчик-секретер с выдвижными ящичками. Снаружи на каждом ящичке укреплены рычажки. С одной стороны машины - пульт управления с обычными циферблатами, кнопками и световым табло; с другой - система ферритовых запоминающих элементов - то, что называют «памятью» машины. Устройство машины не слишком сложно: главную ее функцию выполняют четыре узла - четыре группы электронных ламп. Каждый узел связан с любым из трех других двумя электрическими каналами. Всего таких каналов восемь. На каждом из них можно искусственно менять напряжение, придавая ему семь разных значений.

Поступающий в машину электрический сигнал проходит через все узлы. Места входа и выхода сигналов соединены - создана обратная связь. Если изменить напряжение на входе, это вызовет энергичную перестройку связей между узлами внутри машины. Машина будет до тех пор изменять сопротивление внутренних каналов связи, пока не погасит излишек напряжения.

А возможности этих изменений огромны. Из законов математических комбинаций элементов следует, что двойные связи между четырьмя узлами могут иметь семь в восьмой степени различных состояний - это более чем пять с половиной миллионов комбинаций!

Машина ищет решение, пробуя одно за другим возможные состояния самой себя, и проверяет с помощью обратной связи, к каким результатам они приводят. Такой поиск случаен. У машины есть цель, но пути к ней неизвестны. Раньше или позже машина приходит в состояние, которое позволяет удержать напряжение в нужных границах. Но до этого ей приходится перепробовать иногда десятки и сотни тысяч неудачных комбинаций связи. Заданной же программы у машины нет. Вот почему такие машины называют самонастраивающимися.

На собственном опыте

У этой модели есть еще одно очень важное свойство: она способна раз от разу улучшать свою работу, так сказать, учиться на своих ошибках, на собственном опыте... Комбинации машина избирает случайно. Отнюдь не исключено, что в процессе поисков многие неудачные состояния она может перепробовать по нескольку раз. А это очень затягивает процесс решения. Вот тут-то и приходит на помощь «память» машины. Туда поступают сведения об уже использованных комбинациях связей. И прежде чем проверить на практике новое сочетание, машина обращается к «памяти».

По такому же принципу и мы, решая сложную задачу, отбрасываем уже использованные и неудачные пути и ищем новые.

Есть у машины еще одно свойство, которое «роднит» ее с живым организмом. Во время работы обычных механизмов, как правило, в случае поломки одной из основных деталей другая не может принять на себя ее функции.

В живых же организмах «взаимозаменяемость» частей развита очень широко, многие их органы могут значительно расширять свои функции. Разумеется, человек не может обойтись без головы или без сердца. Но мы знаем, что у слепых обычно резко улучшается способность слышать, осязать. У человека можно вырезать одну из почек; тогда другая будет работать за двоих. В строении человека и животных, так сказать, «предусмотрена» возможность аварии. В этой модели можно вывести из строя целую четверть ее - один из основных узлов. Используя только каналы связи между тремя оставшимися узлами, она будет, что называется, «до последней капли крови» выполнять, хотя и более узко, свои обязанности.

Зачем это нужно

Модель, о которой мы говорим, демонстрирует ряд возможностей кибернетики. Но она отнюдь не относится к разряду электронных игрушек, имеющих лишь теоретическую ценность, вроде электрической «мыши», умеющей находить правильный путь к «кусочку сала» в лабиринте после нескольких проб.

Эта электронная модель представляет собой не просто регулятор, но еще и систему для расчета других регуляторов.

Одним из сложных регуляторов является автопилот. Его задача - поддерживать правильный курс самолета. Ведь это только считается, что самолет летит по прямой линии. На самом деле его путь состоит из бесчисленных отклонений. Возвращать самолет на курс может человек, а может и автопилот. Чем лучше рассчитан автопилот, тем меньше отклонений от курса, тем быстрее они ликвидируются.

Тысячи рабочих часов высококвалифицированных инженеров вот цена создания новых автопилотов и регуляторов.

Но электронная самонастраивающаяся система способна взять этот расчет на себя. Машина выступает в роли расчетчика.

Как это делается?

К нашей модели подключается электромоделирующее устройство. На нем языком электрических сигналов моделируют полет самолета, работу его механизмов и т. д. Сигналы, характеризующие режим полета, подаются на электронную модель самонастраивающейся системы. А затем, опять-таки с помощью электрических сигналов, вводят помехи, нарушают символический режим полета.

Машина выполняет свою обычную функцию-находит пути к устранению результатов этих помех, уменьшает избыток напряжения. Наконец она приходит в устойчивое состояние. Но ведь это означает, что найден путь к регулированию заданного процесса. На световом табло появляются числа, характеризующие найденное машиной состояние равновесия. И вот эти-то числа и явятся расчетом некоторых характеристик нужного нам прибора. Решение ищется максимум несколько часов, занят этим один оператор. А расчетные показатели у спроектированных с помощью машины автопилотов и регуляторов великолепны: они обеспечивают быстрейшее выравнивание курса или технологического процесса.

• Страницы:
• предыдущая
• 1
• 2
• 3
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.