Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Усилители интеллекта: теории, эксперименты, технологии


Усилители интеллекта: теории, эксперименты, технологии

Мозг как система из двух машин

Мозг человека способен жить 200 лет

Уважаемые любители интеллектуальных программ!

Потребность в наличии именно двух машин была обусловлена тем, что системы управления должны одновременно решать две существенно различные задачи: обработка и подготовка к выводу всей информации и реализация изображения на экране.

Примером двухмашинного комплекса этого типа может быть робот Эдинбургского университета Марк 1,5, обладающий «глазом» — телевизионной камерой и «рукой» (роботы такого типа носят название «система глаз—рука»). Машины связаны между собой двумя каналами связи, по которым данные могут передаваться в двух противоположных направлениях: машины могут спрашивать друг друга и отвечать друг другу. Малая вычислительная машина управляет «рукой» робота и совершает грубую обработку изображений, полученных от «глаза», тогда как большая вычислительная машина осуществляет общее планирование всей работы робота и детально обрабатывает всю зрительную информацию, передаваемую ей малой машиной.

Согласно формулировке акад. М.С. Гилярова, «все активно передвигающиеся животные имеют наружную двустороннюю симметрию, как билатерально симметричны и все наши средства транспорта (лодка, самолет, автомобиль и т. д.)». И двусторонняя (билатеральная или зеркальная) симметрия тел животных, и сосредоточение пространственного анализа в головном мозге, что ведет в дальнейшем к разобщению переднего мозга на два парных полушария, выводятся из основных характеристик поведения животных и внешней среды.

В зеркальной симметрии животных и построенных человеком передвигающихся технических устройств можно видеть проявление принципа сохранения симметрии, впервые выдвинутого Кюри: симметрия физического тела, находящегося в некотором пространстве, определяется симметрией этого пространства. Группа симметрии двух объектов, составляющих единое целое, является общей высшей подгруппой групп симметрии этих объектов.
Соображениями симметрии может быть мотивирована четность числа органов животных и манипуляторов активных передвигающихся роботов. Но само число органов и манипуляторов этим не задается, теоретически роботы могут быть многорукими, как древнеиндийские или древнемексиканские боги, и многоглазыми, как мифологические чудища античности или древнего Китая.

На ранних этапах эволюции возможны системы, состоящие из очень значительного числа органов (например, конечностей) с относительно небольшим числом степеней свободы в каждом из них (так упрощенно можно описать структурный тип морфологии членистоногих) На высших этапах эволюции (у позвоночных) число органов (в пределах, заданных билатеральной симметрией и противопоставлением задней и передней части) минимально, но число степеней свободы в каждом из органов может быть значительным.

Очень упрощая, можно было бы сказать, что для робота, передвигающегося в вертикальном положении, четырех или трех «ног» много, а одной — недостаточно. Число «рук» (и прямо с ними соотнесенных глаз) определяется прежде всего характером задач, ставящихся перед роботом. Например, для автоматизации сложных процессов типа сборки объекта из деталей и манипуляций с различными инструментами необходимо взаимодействие двух манипуляторов, один из которых (по функции сходный с левой рукой) удерживает детали в заданном положении, а другой (функционально сходный с правой рукой) производит с ними нужные операции. При увеличении числа степеней свободы каждой из рук и при возрастании требуемой точности обработки зрительных изображений для управления роботом могут потребоваться не большая и малая вычислительные машины (как в уже осуществленных к настоящему времени машинных комплексах), а две большие вычислительные машины примерно одного класса, снабженные специализированными устройствами.
Будущего робота, характеризующегося билатеральной симметрией, можно себе представить как двурукого и двуглазого. Каналы передачи информации от глаза и руки к вычислительной системе могут перекрещиваться по типу организации каналов информации в центральной нервной система. Если две вычислительные машины, управляющие таким роботом, решают также и задачи ввода и вывода языковой информации и осмысления фраз на устном языке, то в подобном двухмашинном комплексе можно было бы видеть модель двух полушарий головного мозга человека.
Сопоставление системы двух полушарий головного мозга с комплексом вычислительных машин (в частности, с двучленным комплексом) может представить интерес и для работ по «искусственному интеллекту», и для изучения мозга. Такое сопоставление в какой-то степени проясняет универсальность причин, по которым именно двухмашинный комплекс оказывается наиболее эффективным способом организации вычислительных систем.

Всякая кибернетическая система (автомат или комплекс автоматов) решает конкретные задачи в определенной среде. Поэтому различие самой системы и среды предполагает необходимость выделения в системе такой подсистемы, которая ответственна за ориентацию в данной конкретной среде или за решение данной конкретной задачи. Наряду с таким текущим решением неотложных задач всякая кибернетическая система занята планированием своего поведения в целом.
Одной из ведущих идей кибернетической физиологии активности, созданной Н. А. Бернштейном, было наличие у каждого живого организма планов его будущего поведения. По этой именно причине организм нельзя описать простыми схемами, включающими только его память (прошлое системы) и реакции на внешние стимулы (настоящее системы). Живая система всегда в какой-то мере обращена к будущему. А включение планирования будущего — как важнейшего составного звена управления предполагает выделение соответствующей подсистемы. Поэтому и неизбежно наличие хотя бы двух выделенных подсистем: одной, решающей текущие задачи и ориентирующейся в реальном пространстве — времени, и другой, планирующей будущее поведение всей системы.

Этому не противоречит то, что каждая из подсистем — и «законодательная» (планирующая) часть, и часть «исполнительная» — может, в свою очередь, иметь при себе подсобные специализированные устройства (в том числе — в случае вычислительной системы — и особые машины). Сходным образом и каждое полушарие мозга имеет ряд специализированных отделов (затылочный, теменной, височный, лобный), каждый из которых ведает различными функциями.
 

По материалам http://www.braintools.ru/article/892

* * *

Игра-тренинг двухполушарного мышления
http://prikarnaz.narod.ru/index.html

* * *

Вопросы и замечания mailto:feod@narod.ru

До новых встреч!
Юлий Феодоритов


В избранное