Книги с автографами Михаила Задорнова и Игоря Губермана
Подарки в багодарность за взносы на приобретение новой программы портала











Главная    Новости и объявления    Круглый стол    Лента рецензий    Ленты форумов    Обзоры и итоги конкурсов    Диалоги, дискуссии, обсуждения    Презентации книг    Cправочник писателей    Наши писатели: информация к размышлению    Избранные произведения    Литобъединения и союзы писателей    Литературные салоны, гостинные, студии, кафе    Kонкурсы и премии    Проекты критики    Новости Литературной сети    Журналы    Издательские проекты    Издать книгу   
Главный вопрос на сегодня
О новой программе для нашего портала.
Буфет. Истории
за нашим столом
1 июня - международный день защиты детей.
Лучшие рассказчики
в нашем Буфете
Конкурсы на призы Литературного фонда имени Сергея Есенина
Литературный конкурс "Рассвет"
Английский Клуб
Положение о Клубе
Зал Прозы
Зал Поэзии
Английская дуэль
Вход для авторов
Логин:
Пароль:
Запомнить меня
Забыли пароль?
Сделать стартовой
Добавить в избранное
Наши авторы
Знакомьтесь: нашего полку прибыло!
Первые шаги на портале
Правила портала
Размышления
о литературном труде
Новости и объявления
Блиц-конкурсы
Тема недели
Диалоги, дискуссии, обсуждения
С днем рождения!
Клуб мудрецов
Наши Бенефисы
Книга предложений
Писатели России
Центральный ФО
Москва и область
Рязанская область
Липецкая область
Тамбовская область
Белгородская область
Курская область
Ивановская область
Ярославская область
Калужская область
Воронежская область
Костромская область
Тверская область
Оровская область
Смоленская область
Тульская область
Северо-Западный ФО
Санкт-Петербург и Ленинградская область
Мурманская область
Архангельская область
Калининградская область
Республика Карелия
Вологодская область
Псковская область
Новгородская область
Приволжский ФО
Cаратовская область
Cамарская область
Республика Мордовия
Республика Татарстан
Республика Удмуртия
Нижегородская область
Ульяновская область
Республика Башкирия
Пермский Край
Оренбурская область
Южный ФО
Ростовская область
Краснодарский край
Волгоградская область
Республика Адыгея
Астраханская область
Город Севастополь
Республика Крым
Донецкая народная республика
Луганская народная республика
Северо-Кавказский ФО
Северная Осетия Алания
Республика Дагестан
Ставропольский край
Уральский ФО
Cвердловская область
Тюменская область
Челябинская область
Курганская область
Сибирский ФО
Республика Алтай
Алтайcкий край
Республика Хакассия
Красноярский край
Омская область
Кемеровская область
Иркутская область
Новосибирская область
Томская область
Дальневосточный ФО
Магаданская область
Приморский край
Cахалинская область
Писатели Зарубежья
Писатели Украины
Писатели Белоруссии
Писатели Молдавии
Писатели Азербайджана
Писатели Казахстана
Писатели Узбекистана
Писатели Германии
Писатели Франции
Писатели Болгарии
Писатели Испании
Писатели Литвы
Писатели Латвии
Писатели Финляндии
Писатели Израиля
Писатели США
Писатели Канады
Положение о баллах как условных расчетных единицах
Реклама

логотип оплаты

Конструктор визуальных новелл.
Произведение
Жанр: Очерки, эссеАвтор: Виталий Самуров
Объем: 10269 [ символов ]
Цифровая гонка или размышления о природе.
Наш мир не дискретен. Он не состоит из битов и байтов -
отдельных кусочков. Если не углубляться до метафизически-квантовых
уровней мироздания, то можно считать, что мир — аналоговый. И в этот
самый момент непрерывного времени один из аналоговых компьютеров
нашего мира, посредством подачи аналоговых электрических сигналов
к биологическим актюаторам, набирает сейчас данный текст на
цифровом, дискретном, подобии.
 
Я неоднократно задумывался над тем, а куда мы движемся, со всеми
нашими гигагерцами, гигабайтами и мегаваттами потребляемой
энергии? Да, цифровые технологии умеют многое. Если не сказать, что
умеют все. Но всегда ли оправдано применять "цифру"? Например, в
робототехнике? И, задумавшись, начал искать в нашей цифровой
вселенной, Гугле и Ютьюбе, свидетельства того, что, может, не всегда
нужны цифровые пушки, чтобы стрелять по аналоговым воробьям.
 
Например, существует самобалансирующийся робот [1], который
построен на базе конструктора LEGO Mindstorm NXT. Этот робот умеет
держать равновесие, катаясь взад и вперёд на своих колёсах,
наподобие самоката Zigway. Робот управляется "умным кирпичом",
основанном на микропроцессоре, который работает на частоте около
пятидесяти мегагерц, содержит многие сотни тысяч транзисторов и
потребляет несколько сотен милливатт энергии. Современно? Конечно!
Интересно? Ещё как!
 
А вот еще один робот[2]. Он тоже умеет балансировать на колёсах.
Вот только он сильно проще первого робота - никакого "умного
кирпича" и цифровых контроллеров сервопривода. Этот робот
управляется простой аналоговой схемой, построенной из абсолютно не-
цифрового таймера 555, пары фото-резисторов, конденсатора,
нескольких мелких деталей для настройки частот и пары транзисторов
для управления двигателем. Копеечная схема. Работает? Да.
Эффективно выполняет заданную функцию? Вероятно, да. Требует
большого источника питания для отсутствующих "мегагерц"? Не
уверен.
 
Посмотрите — с одной стороны, дорогое устройство, состоящее из
большого количества компонентов, управляемое компьютерными
программами, на создание которых было потрачено очень много
человеко-часов. Устройство постоянно измеряет аналоговую величину
(в данном случае расстояние до поверхности стола), оцифровывает её,
делает расчёты величин компенсаций и посылает управляющие
параметры на сервопривод. Сервопривод вращает колёса в нужную
сторону, и всё - баланс достигнут.
А с другой стороны - простое, копеечное устройство, по нескольким
цепям которого текут непрерывные аналоговые сигналы. Никаких
программ, измерений, оцифровки и расчётов. Но устройство делает то
же самое - держит баланс. Причём, если присмотреться к поведению
роботов, то можно заметить, что аналоговый робот держит баланс
гораздо более гладко и ровно, по сравнению с его цифровым собратом.
 
Не переставая размышлять на эту тему, я продолжал "гуглить",
периодически натыкаясь на различные книги и статьи, которые лишь
подтверждали мои сомнения:
 
Статья про использование принципов зрения насекомых в
робототехнике "Insect visual homing strategies in a robot with analog
processing" из журнала Biological Cybernetics [3]:
"... First, it was shown that a mobile robot using the average landmark
vector (ALV) model returns to the target location with only small position
errors. Second, the behavior of the robot resembled the behavior of bees in
some experiments. And third, the ALV model was implemented on the robot
in analog hardware."
Перевод ключевых моментов:
"... мобильный робот возвращается на место с маленькой
позиционной ошибкой; поведение робота напоминает поведение пчел
в некоторых экспериментах; ... модель была построена в роботе с
использованием аналоговой схемотехники".
В данном случае исследователи подчеркнули тот факт, что ошибка в
позиционировании робота была маленькая. Маленькая, вероятно, по
сравнению с ошибками других роботов, которые были основаны на
цифровых технологиях.
 
Из той же статьи:
"... since analog electronic circuits share a number of information-
processing principles with biological nervous systems;"
Перевод:
"... потому что аналоговые электронные схемы обладают
определенным сходством в принципах обработки информации с
биологическими нервными системами".
Конечно, они обладают сходством! Живые существа не имеют
цифровых шин памяти и не работают с байтами и битами.
 
А вот другая статья о машинном зрении робота, построенного на
принципах зрения мухи, "Fly-Inspired Robot Eyes Are Faster and More
Accurate" [4]:
"... In the fly's vision system, the visual field of each photoreceptor
overlaps with those next to it, to a percentage that can go up to 90. Each
large compound eye has about 3,000 ommatidia (the basic eye unit) and
each ommatidium has 8 photoreceptors. Photoreceptors turn light into
electric signals transmitted to the fly's visual nervous centers. While
conventional image processing systems are in most cases digital, the fly's
processing system is analog. Digital systems operate on data pixel by pixel,
and require long and expensive computational processing. The analog
system is more rapid and allows parallel processing, explaining the insect's
highly accurate, high-speed vision system..."
 
Перевод:
"... В системе зрения мухи поле зрения каждого фоторецептора
перекрывается соседними фоторецепторами, при этом процент
перекрытия может достигать 90. Каждый большой составной глаз
состоит из примерно 3000 омматидиев (элементарные глазные
единицы) и каждый омматидий имеет 8 фоторецепторов.
Фоторецепторы превращают свет в электические сигналы,
передающиеся далее в визуальные центры нервной системы мухи. В то
время как обычные системы зрения в большинстве случаев цифровые,
система обработки зрения мухи аналоговая. Цифровые системы
обрабатывают данные пиксель за пикселем и требуют значительных по
времени и вычислительной сложности обработок. Аналоговая система
более быстрая и позволяет применять параллельную обработку, что
объясняет высокую точность и большую скорость систем зрения
насекомых...".
(в цифровых системах обработки изображений тоже применяется
параллельная обработка, но мы сейчас говорим о фундаментальных
вещах. Примечание авт.)
 
Эти, а также многие другие, примеры показывают, что системы,
построенные на аналоговых элементах, близки по своим параметрам
природным, биологическим системам. Это не должно являться большим
сюрпризом — и те и другие системы работают по одним и тем же
законам, связанным с реагированием на непрерывно изменяющиеся,
аналоговые, величины.
 
Есть такое понятие — рефлекс. Википедия говорит:
"Рефлекс (от лат. reflexus — отражённый) — стереотипная реакция
живого организма на раздражитель, проходящая с участием нервной
системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов,
обладающих нервной системой, осуществляются посредством
рефлекторной дуги. Рефлекс — основная форма деятельности нервной
системы."
Смотрите, рефлекс — это основная форма деятельности нервной
системы живых существ. А, значит, и нас с вами. И вашей кошки или
собаки. И мухи, залетевшей в открытое окно.
 
Человек случайно прикоснулся пальцем к раскалённой поверхности
сковородки или кастрюли. По его нервной системе, начинаясь от
нервных окончаний в кончике пальца, стал распространяться
аналоговый сигнал о том, что здесь, в этой отдалённой области
человека, не всё в порядке с окружающим миром, который начал
опасное воздействие на организм. Тревога! Рефлекторная дуга
(полностью аналоговая система) замыкает путь нервных сигналов на
моторные цепи, исключая главный компьютер — головной мозг — из
аварийной работы. Это позволяет мгновенно отдёрнуть руку до того,
как головной мозг осознает, что какой-то орган подвергается
опасности.
 
Теперь представим, что мы были бы созданы на основании цифровых
технологий. Получив сигнал от сенсора, наш дискретный мозг должен
был бы измерять величину опасного сигнала посредством аналого-
цифровых преобразований. При превышении величиной какого-то
порога мозг должен был выдать указание актюаторам (мышцам)
отодвинуть руку. Будучи цифровой системой, мозг выдал бы такую
команду с задержкой, вызванной природой копьютерной
многозадачности. И, скорее всего, что наша рука получила бы
необратимые повреждения.
 
Но мы, к счастью, не цифровые. Не дискретные. Мы ходим, бегаем,
даже споткнувшись, мы не падаем, поднимаемся по лестницам и
совершаем множество других сложных действий, благодаря системе
рефлексов, которые "прошиты" в наше тело на аналоговом уровне.
 
В общем, я вижу будущее, по крайней мере, робототехники,
таковым: управление конечностями, кинематикой, органами чувств и
зрения будет построены на аналоговых системах. Эти системы,
возможно, будут базироваться на каких-нибудь новых принципах
(оптическая схемотехника, мемристоры и т.п.), но их основа основ
должна быть непрерывной, мгновенной, аналоговой.
Робот будет оснащён системой рефлексов, быстрых, реагирующих на
непрерывные величины нашего мира мгновенно, по мере того, как
величина меняется.
А вот центральное управление всеми аналоговыми рефлекторными
системами можно отдать на откуп мощным цифровым компьютерам.
Пусть они контролируют то, как работают рефлексы. Во время "сна" или
"отдыха" робота компьютер проанализирует "тестовые лог-файлы",
после чего "подкрутит цифровые потенциометры" аналоговых нервных
систем, чтобы "на следующий день" робот стал ещё более ловким и
быстрым.
 
А разве не такой именно процесс происходит в организме ребёнка,
по мере того, как он взрослеет и становится более ловким и быстрым?
 
------------------------------------------- ---------
[1] Youtube-видео 'Lego Self balancing robot' пользователя cecil1729:
youtu.be/qJdSjSN0Dcw
 
[2] Youtube-видео 'Simple balancing analog robot' пользователя
roboanalogtom): youtu.be/bdNxgCsWB5E
 
[3] link.springer.com/article/10.1007%2FPL00007 973
 
[4] news.softpedia.com/news/Fly-Inspired-Robot- Eyes-Are-Faster-and-
More-Accurate-85304.sht ml
Copyright: Виталий Самуров, 2014
Свидетельство о публикации №318394
ДАТА ПУБЛИКАЦИИ: 07.01.2014 02:17

Зарегистрируйтесь, чтобы оставить рецензию или проголосовать.
Устав, Положения, документы для приема
Билеты МСП
Форум для членов МСП
Состав МСП
"Новый Современник"
Планета Рать
Региональные отделения МСП
"Новый Современник"
Литературные объединения МСП
"Новый Современник"
Льготы для членов МСП
"Новый Современник"
Реквизиты и способы оплаты по МСП, издательству и порталу
Организация конкурсов и рейтинги
Литературные объединения
Литературные организации и проекты по регионам России

Как стать автором книги всего за 100 слов
Положение о проекте
Общий форум проекта