Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Щит
Фотоэлемент
Яккумулятор
rl'1'lh
чн
<b~J
дыдоды для зарядки аккумулятора
Мотор
дВижения
Колесо
Рис. 8.7. Схема соединений элементов черепашки Эльси.
но и поучительные. В темноте или при слабом свете они беспорядочно ползают, как будто чего-то ищут. Натыкаясь на препятствия, они сворачивают и пытаются их обойти. Если имеется достаточно сильный источник света, они его скоро замечают и решительно направляются в его сторону, обнаруживая «положительный тропизм». Однако подойдя к свету слишком близко, они от него отворачиваются («отрицательный тропизм»), двигаются вокруг источника света, находя для себя «оптимальные условия» и непрерывно поддерживая их («гомеостазис»). Между двумя источниками света черепашка совершает путешествие от
235
одного к другому наподобие буриданова осла, который, как известно, умер от голода, находясь между двумя одинаковыми копнами сена, не будучи в состоянии выбрать, в какой из них сено вкуснее.
Рис. 8.8. Две минуты из жизни черепашки Эльсн, запечатленные
на фотопластинке.
На щитке черепашки была прикреплена свеча /, вторая свеча 2 установлена на некотором расстоянии. Между свечой и черепашкой установлено препятствие 3. Затем был открыт затвор фотоаппарата и черепашка предоставлена сама себе. Ее путь записан на фотоснимке. 4 — исходная позиция черепашки (она начинает движение в направлении источника света), 5 —удар о препятствие, 6 — обход препятствия и возобновление движения в сторону источника света, 7 —черепашка случайно подошла очень близко к свече, свет слишком силен, черепашка вынуждена отступить, она двинулась в обход свечп.
Две черепашки «видят» и «узнают» друг друга (по зажженной лампочке) и ползут друг другу навстречу. Черепашка видит и узнает себя в зеркале и т. д.
Более сложна и интересна игрушка Эдмунда Беркли, которую он построил руками двух помощников — школьников. Это тоже тележка с моторным приводом и моторным управлением, но у нее больше чувствительных, коммутирующих и исполнительных элементов и она «специали-236
Рис. 8.9. Внешний вид игрушечного робота — черепашки Эйхлера, обладающей „условными рефлексами-.
Рис. 8.10. Советская черепашка с «условными рефлексамн“ (без щитка).
зирована» на определенную работу— собирание с пола разбросанных в беспорядке белых шариков (мячей для игры в гольф) и складывание их в определенном месте. Авторы назвали своего игрушечного робота «белка», так как живая белка тоже собирает орехи на зиму и складывает их в свое гнездо. «Белка» Беркли имеет два фотоэлемента, две лапки, которые могут раздвигаться или сдвигаться на уровне пола, образуя чашечку, язычок внутри чашечки и металлический хвостик, волочащийся по полу.
237
Кроме того, в «организме» белки, т. е. в ее схеме, имеется, помимо коммутирующих реле, еще фильтр, позволяющий различать постоянный и переменный токи.
Обстановка, в которой работает белка, такова. Большая пустая комната освещена лампами накаливания. По полу в беспорядке разбросаны белые шарики. В одном из углов комнаты положен металлический лист, освещенный газосветной люминесцентной лампой (лампой дневного света) и обозначающий «гнездо» белки. Белка совершает наугад поиск, пока в поле зрения фотоэлементов, служащих ей «глазами», не попадает белый шарик. Тогда белка направляется прямо к нему, раздвигает лапки, останавливается, сдвигает лапки, захватывая в них шарик. Язычком, помещенным между лапками, белка чувствует, что шарик у нее «в лапках». Затем белка поворачивается и ищет гнездо. Поскольку гнездо освещено мигающим светом газосветной лампы, в отличие от непрерывного света ламп накаливания, электрический фильтр позволяет ей распознать направление на гнездо. Белка направляется к гнезду, заползает на металлический лист н останавливается на нем, так как замыкание контакта между листом и ее металлическим хвостиком дает ей знать, что она «дома». Белка раздвигает лапки, выбрасывая шарик, и снова направляется на поиски следующего шарика.
Схема коммутации между чувствительными и исполнительными элементами может быть очень быстро и без труда составлена с помощью релейной логической алгебры, как только сформулированы все операции, которые должна выполнять белка.
Еще более интересной и поучительной, а кстати, принципиально и гораздо более серьезной является машина Клода Шэннона, имитирующая доведение мыши в лабиринте.- «Мышь» Шэннона, которую автор назвал именем древнегреческого героя Тезея, представляет собой всего лишь намагниченный кусочек стали размером в несколько сантиметров, на колесиках, с декоративными глазками, ушками и хвостиком. Мышь Тезей ползает по квадратной доске, «разбитой на 25 одинаковых квадратов, под действием магнита, помещенного под доской ,и направляемого ведущим механизмом, моторы которого управляются решающим устройством, состоящим из 50 телефонных реле.
По границам квадратов устанавливаются перегородки в произвольном порядке, которые образуют лабиринт. В одном из квадратов помещают «сыр» — электрод, замы-238
