Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
После многократного одновременного включения контактов Б и У в схеме а) заряжается емкость С, в схеме б) нагревается сопротивление R, в результате замыкается контакт К и после этого реле Р\ возбуждается только замыканием
контакта У.
(условный) раздражитель. Основным условием образования условного рефлекса является многократное совпадение во времени действия безразличного раздражителя и агента, вызывающего безусловный рефлекс, который имеет непосредственное биологическое значение. Обычная схема опыта такова: у животного (например, у собаки) многократно вызывают биологически целесообразную реакцию на внешний раздражитель (например, выделение слюны при приёме пищи, оборонительные движения при уколе в лапу и т. д.), причём действию внешнего раздражителя (пища, укол), вызывающего автоматическую или безусловную реакцию, каждый раз предшествует действие безразличного раздражителя (например, звонка, зажигания лампы и т. п.). После некоторой тренировки у животного выраба-
242
тывается автоматический ответ выделения слюны только на включение звонка, без подкрепления пищей, или отдёргивания лапы только на зажигание лампы, без укола. Если много раз повторять демонстрацию условного рефлекса, не «подкрепляя» его, т. е. не проводя время от времени совместного применения безразличного и безусловного раздражителей, то условный рефлекс затухает и в конце концов исчезает вовсе.
Можно выработать условный рефлекс на сложное восприятие, например аккорд, форму оветового пятна и т. д.; можно выработать условный рефлекс, совмещая безразличный раздражитель не с безусловным, а с другим условным, на который предварительно уже был выработан условный .рефлекс.
Если отвлечься от всего разнообразия возможных сочетаний простых и сложных раздражений и ограничиться схемой с одним условным и одним безусловным раздражителями, то для процесса выработки и затухания условного рефлекса нетрудно осуществить машинную модель. В любой такой схеме необходим узел, который бы позволял запоминать совпадение двух раздражителей — безусловного и условного.
На схеме рис. 8.14,а этим элементом является емкость С, которая через сопротивление R и одновременно включенные контакты Б и У заряжается до положительного потенциала и заставляет радиолампу Л проводить ток. В результате срабатывает реле Р2, замыкая контакт /С, и после этого реле Pi может быть включено только контактом У без замыкания контакта Б, Пока конденсатор С не разрядится через сопротивление R (на что потребуется некоторое время, тем большее, чем больше величины емкости С, сопротивления R и заряда на емкости С), исполнительное реле Р1 может включаться либо контактами У, либо контактами 5, либо обоими вместе. После разряда емкости С лампа Л перестает проводить, контакт К размыкается и исполнительное реле Pi может включаться только контактом Б. «Условный рефлекс» оказывается затухшим.
На схеме рис. 8.14,6 в качестве запоминающего элемента использовано нагревание биметаллического контакта К электронагревателем R. Это нагревание происходит только в момент одновременного замыкания контактов Б и У. После нагрева контакт К замыкается и до остывания позволяет включать исполнительное реле Pi замыканием контактов У при незамкнутых контактах Б.
16* 243
Использовав в качестве модели «черепашку», подобную описанным выше, можно включить реле Pi в одной из приведенных схем как исполнительное реле, вызывающее остановку черепашки (выключение ведущего мотора) или ее поворот (включение управляющего магнита или мотора). В качестве контакта Б. в схеме можно использовать контакт усика, замыкающийся при соприкосновении с препятствием, а в качестве контакта У — контакт реле, срабатывающего от микрофона на свисток. В результате мы получим «черепашку с условным рефлексом». Наш робот будет всегда останавливаться или поворачивать, столкнувшись с препятствием («безусловный рефлекс»). При этом он никак не будет реагировать на свисток (безразличный раздражитель). После достаточно продолжительного или повторного совпадения условного раздражителя с безусловным, т. е. если мы несколько раз будем давать свисток в тот момент, когда черепашка натыкается на препятствие, робот начнет останавливаться по свистку, без соприкосновения с препятствием. Если долго не «подкреплять» рефлекс, т. е. не давать свистка одновременно с остановкой на препятствии, то робот «забудет» тренировку и вернется к прежнему состоянию. Такие черепашки с условным рефлексом изготовлялись и испытывались.
Нет нужды, по-видимому, напоминать здесь, что физические процессы в животном и роботе не только различны, но могут не иметь вообще ничего общего. Но с точки зрения кибернетической, т. е. с точки зрения использования информации о внешней обстановке для выработки реакции, условный рефлекс животного и «условный рефлекс» робота несомненно имеют больше сходства, чем различий. Схема внешних проявлений в обоих случаях в общих чертах, попросту, одинакова. Различия заключаются лишь в том, что у животного имеется способность к выработке одновременно или последовательно многих различных рефлексов, а наши черепашки способны лишь к немногим сочетаниям. Никто, впрочем, не может запретить, пожертвовав простотой устройства игрушки, сделать ее способной к выработке достаточно большого числа различных рефлексов. Говоря о различиях, необходимо сказать еще и о том, что в силу многообразия восприятий животного и обилия образов, запасенных в памяти, выработка условного рефлекса всегда протекает под перекрестным огнем посторонних внешних и внутренних влияний и потому включает в себя элементы случайности. Случайность отсутствует в простей-
