Поиск работы на нашем сайте.
О компании Стоимость
компании
Стратегическое
планирование
Управление
стоимостью
Стоимостной
маркетинг
Стоимостное
мышление
Привлечение
инвестиций
 

Моделирование бионической системы

Работы в области бионики неразрывно связаны с теорией и техникой моделирования и с теорией подобия, которые к настоящему времени достаточно полно разработаны и освоены как теоретиками, так и практиками. Давно прошли те времена, когда к моделированию относились недоверчиво или даже скептически. Моделирование как метод завоевало себе прочное место в науке и технике. В. А. Веников рассказывает, как в 1870 году английское адмиралтейство спустило на воду броненосец «Кептен». Предварительные модельные исследования показали, что броненосец перевернется даже при небольшом волнении. Но лорды адмиралтейства фактически осмеяли опыты с игрушкой-моделью. А вскоре после спуска на воду броненосец действительно перевернулся и 533 члена экипажа из 550 погибли. По этому поводу в Лондоне установлена мемориальная доска с надписью: «Вечное порицание невежественному упрямству лордов адмиралтейства».

Моделирование в бионике имеет особенность, связанную со значительным качественным различием ряда характеристик живого прообраза и неживой модели. При бионическом моделировании очень часто стараются добиться изоморфизма двух систем, из которых в одной осуществляются высшие формы движения материи, и этим определяется существо моделируемого механизма, а в другой системе возможны лишь более низкие формы движения материи – химические, физические, механические. Несводимость высших форм движения материи к низшим в принципе исключает получение полного тождества прообраза и модели. Но к этому при моделировании и не стремятся, ибо это уже не моделирование, а воспроизведение.

При моделировании той или иной системы допускается большой произвол в выборе элементов, лишь бы достигнуть заданной степени изоморфизма прообраза и модели для тех элементов или их свойств, или отношений между элементами, относительно которых устанавливается изоморфизм. Во многих случаях считают, что таким же требованиям должен удовлетворять и бионический синтез. Однако при таком понимании синтеза специалисты-бионики могут оказаться в тупике и не ответить на такие, например, вопросы: считать ли бионической вычислительную машину, так как у нее есть прообраз – мозг человека-вычислителя? Является ли бионической системой подводная лодка, так как у нее есть прообраз – рыба соответствующего вида и т. д. В отличие от моделей, бионические системы должны удовлетворять двум требованиям: во-первых, иметь структуру, изоморфную соответствующему биологическому организму, и, во-вторых, состоять из элементов, каждый из которых изоморфен соответствующим элементам биологического прообраза. Приняв такие ограничения, мы уже не всякую вычислительную машину можем считать бионической, а лишь ту, которая синтезирована из нейроно-подобных элементов.

Вырожденный случай моделирования, при котором процесс сводится к воспроизведению прообраза, сам по себе ясен. Методологическая трудность возникает тогда, когда исследователь хочет оставаться в рамках моделирования, но не знает, насколько оно возможно с помощью тех подручных средств, которые он имеет, насколько специфика прообраза воспроизводима в модели, которую он в силах создать. Суть проблемы можно пояснить таким примером. Допустим, что в наши дни объявился искуснейший резчик по дереву, не только не знающий основ телевидения, но и ничего не слыхавший об электричестве. Допустим далее, что этому вымышленному мастеру не только нельзя пользоваться какими-либо другими материалами, кроме дерева, но ему даже трудно понять, что это такое, ибо все, с чем он имел дело, выполнялось только из дерева. И вот этот мастер, способный выточить из дерева блоху и подковать ее деревянными гвоздями, должен создать действующую модель телевизора по результатам тех измерений и исследований, которые доступны ему. Нетрудно представить себе его «успехи» на этом поприще и уже совсем очевиден конечный эффект. Не являются ли некоторые попытки бионического моделирования фактическим подобием этой гипотетической ситуации? Успехи физики и химии бесспорны. Но откуда следует, что все возможные в природе процессы и явления уже известны и могут нами регистрироваться и измеряться? Не присущи ли высшим формам движения материи такие проявления, которые пока не зарегистрировал ни один изготовленный нами прибор? Подобные вопросы требуют ответа уже не только философов, но и теоретиков-биоников. Остается лишь надеяться, что эта сложнейшая методологическая проблема найдет свое решение в теоретической бионике.


Предыдущая глава: Влияние элементов и структур бионических систем

Следующая глава: Задачи бионики моря


Содержание:

Очерки Бионики Моря
От автора
Освоение и использование гидросферы
Богатства мирового океана
Ресурсы океана
Организация производства под водой
Классы животных гидросферы
Подводные исследования глубин
Шельф мирового океана
Промышленное использование океана
Подводная агротехника растений
Использование и дрессировка животных
Освоение бионики океана
Прообраз бионической системы
Предмет бионики моря
Биологические исследования бионики
Структуры и системы бионики
Влияние элементов и структур бионических систем
Моделирование бионической системы
Задачи бионики моря
Использование бионики в технике
Биологические элементы системы – нейроны
Структура одиночного рецептора
Структурное формирование рецепторов
Основные функции рецептора
Различия рецепторов
Фоторецепторы глаз животных
Терморецепторы морских животных
Звукорецепторы слухового анализатора
Химорецепторы водных животных
Механизм звуковой локации
Структура и функции одиночного центрального нейрона
Синапсы нейрона
Возбуждение нейрона
Модели синапсов нейрона
Теории систем связи
Гидроакустический канал связи
Электромагнитный диапазон связи
Оптические системы связи
Электрорецепция электрических токов
Детекторы электромагнитного поля
Орган обоняния и вкуса
Механизм рецепции осязания
Гидронические волны
Гидроакустическая связь в океане
Акустическая сигнализация у морских животных
Виды локации животных
Механизм биолокатора дельфина
Слуховой анализатор китообразных
Излучатель импульсов дельфина
Эксперименты с дельфинами
Использование структур кибернетики
Системы управления событиями
Системы структурного представления
О системах с генетически заданной структурой управления
Структуры рефлекторной деятельности
Условные рефлексы и обучение
Моделирование условного рефлекса
Образование рефлексов животных
Нервная сеть различных организмов
Самоорганизация биологической системы
Исследование самоорганизации многоклеточных и одноклеточных
Задачи анализатора опознания
Системы параметров образов в пространстве
Статистические и вероятностные аспекты модели опознания
Решения задач опознания образов
Обучение бионических систем опознанию образов
Примеры обучаемых опознающих систем
Особенности опознания образов в бионике моря
Исследования поведения дельфина
Наблюдение за поведением животных
Основные аспекты поведения животных
Раздражения внешней среды
Результаты группового поведения
Форма симбиоза стаи рыб
Исследования подводных конструкций
Исследования бионических механизмов
Особенности конструкций животного
Сооружение скелета моллюсков
Конструктивные особенности строительства осьминогами
Гидродинамические аспекты бионики
Механизмы движения рыб и моллюсков
Гидроаэродинамика морских организмов
Описание аэродинамических и гидродинамических конструкций
Синтез конструктивных структур
Синтез элементов и систем
Манипуляторы в океанических организмах
Получение фильтрации
Опреснение морской воды
Газообмен под водой
Селективное накопление вещества
Исследования иоэнергетики
Источники электрического тока
Механизм биолюминесценции

На главную страницу сайта