Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Эбилинг В. -> "Физика процессов эволюции" -> 156

Физика процессов эволюции - Эбилинг В.

Эбилинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции — М.: УРСС, 2001. — 342 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikaprocessovevolucii2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 150 151 152 153 154 155 < 156 > 157 158 159 160 161 162 .. 176 >> Следующая

Некоторые возможности открываются и в области развития конструкционных элементов для микроэлектроники и оптоэлектроники. Применение принципов самоорганизации и эволюции ведется весьма интенсивно в различных направлениях усилиями международного содружества исследователей. Перечислим основные направления проводимых работ.
1. Продление срока службы элементов за счет более глубокого понимания процессов их разрушения. По Кернеру и Осипову (Кернер, Осипов, 1974, 1977, 1981), многие случаи отказа элементов обусловлены шнурованием тока и пробоем. На эту тему имеется обширная информация (Кернер, Осипов, 1981; Балкарей, Элинсон, 1983; Баякарей и др., 1979, 1980, 1981).
Рис. 12.4. Схема селективного трения по Гаркунову и Каргельско-му при образовании диссипативных структур в слое трения
2. Генерация автоволн в полупроводниках. Ряд идей, часть которых получила экспериментальное подтверждение, был высказан Балкареем и его сотрудниками (Балкарей, Элинсон, 1977, 1979, 1983). Следуя этим идеям, можно построить передатчик на основе спиральных волн.
3. Голографическая обработка изображений (Букатова и др., 1978, Балкарей и др. 1979, 1980, 1981) в активных полупроводниках.
4. Накачка светопроводов по образцу нервной проводимости (рис. 12.5).
5. Создание динамической кратковременной памяти, работающей по аналогии с головным мозгом человека (Евтихов и др., 1978; Кринский, Михайлов, 1984).
6. Развитие функциональной электроники на основе самоорганизующихся сред (Калнин, Лухинин, 1981,
1983; Калнин, 1982, 1984).
Правда, нельзя не учитывать, что новые принципы и технологии постепенно вытесняют существующие ныне физические элементы. По-видимому, будет создано новое поколение физических элементов, которое придет на помощь существующим ныне элементам.
12.2. Проблемы автоматизации и оптимизации
Особенно интересные приложения принципы самоорганизации и эволюции могут найти в робототехнике. Новые поколения роботов отличаются не только: повышенной точностью, повышенной скоростью и гибкостью производимых манипуляций, но и более глубоким восприятием и лучшей переработкой информации, поступающей от окружающего мира, например, с помощью сенсоров и электронной связи с роботами-«коллегами». Человек предоставляет автоматам все большую свободу принятия решений, машины обретают все большую «свободу рук»; тем самым система производства получает больше внутренних степеней свободы (в физическом смысле или в смысле системного подхода). Как показывает теория образования структур, при достижении числа степеней свободы самоорганизации некоторого критического уровня одни «моды» подчиняют себе другие. В результате возникает новая структура (система переходит в новый рабочий режим), желательная и нежелательная, причем возникновение ее может быть иногда весьма неожиданным.
Поясним сказанное на простом примере из области транспортных автоматов — грузоподъемников или лифтов. Эти автоматы обладают «свободой» переходить в рабочий режим только после поступления вызова, а в случае одновременного поступления нескольких вызовов самостоятельно «решать», в какой последовательности их выполнять. При надкритической частоте поступления вызовов внутренние степени свободы в результате самоорганизации выходят на новый режим, в котором система минимизирует или максимизирует свою пропускную способность или быстродействие. Система лифтов в крупном отеле с несколькими лифтовыми шахтами представляет собой типичный пример такой самоорганизации. Если от постояльцев отеля одновременно поступает много вызовов, все лифты автоматически синхронизируются и поднимаются или спускаются одновременно. В результате такой синхронизации среднее время ожидания для постояльца отеля становится максимальным. Этот нежелательный эффект заведомо не был предусмотрен конструкторами лифтов. Самоорганизация системы лифтов приводит к отрицательным последствиям для постояльцев отеля.
Аналогичный эффект наблюдается и в обычном общественном транспорте. Если автобус или трамвай немного отстает от расписания, то на остановках скапливается
Рис. 12.5. Световод, действующий как насос по принципу нервной проводимости
много ожидающих, и из-за задержек при посадке опоздание еще больше увеличивается. Зато выигрывает следующий автобус: он прибывает вовремя, чтобы забрать умеренное скопление пассажиров. Профессиональные аналитики высказывают также опасения по поводу того, что огромные сети автоматов, связанные с созданием современного ракетного оружия, могут приводить к возникновению опасной тенденции к самоорганизации. Известны эффекты самоорганизации и в сложных системах программ, и в компьютерных сетях; доскональное знание этих эффектов и умение предотвращать их нежелательные последствия приобретают все большее значение.
Еще одним примером нежелательных процессов самоорганизации могут служить самопроизвольные колебания рельсов. Значительная часть энергии, развиваемой тепловозом или электровозом, превращается в колебания рельсов и насыпи, на которую они уложены, и эти колебания могут приводить к разрушению железнодорожного полотна. Более тщательно изучение этого крайне нежелательного процесса может способствовать увеличению продолжительности интервалов между дорогостоящими работами по замене изношенных участков рельсового пути новыми.
Предыдущая << 1 .. 150 151 152 153 154 155 < 156 > 157 158 159 160 161 162 .. 176 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed