В 1957 году Фрэнком Розенбладтом была предложена модель перцептрона. Перцептрон был реализован им же в 1960 году. А в августе 1985 года Владимир Михайлович Антонов зарегистрировал свою первую заявку на Обучаемую систему управления (ОСУ). Перцептрон является моделью распознавания образов, обучаемые системы управления являются моделями простой рефлекторной системы. При этом система распознавания ОСУ подобна той, которая есть в схеме перцептрона. В её основу положен принцип соответствия запоминаемого образа распознаваемым визуальным образам.
Отличие ОСУ от перцептрона в том, что ОСУ – это конструкция, в которую входят не только рецепторы, например фотодатчики, и запоминающая матрица, но кроме того серводвигатель или несколько серводвигателей. Грубо говоря, ОСУ – это перцептрон (умный глаз), слившийся с исполнительной системой (мышцами). ОСУ это модель не только перцепции (распознавания), но и моторики (мышечной активности и условных рефлексов). Причём эта модель удивляет своей простотой. Она просто элементарна, как конструкция холодильника. Конечно у человека всё сложнее. И всё же…
Один британский инженер-умелец, используя схему ОСУ, изготавливает миниатюрные электронные жучки. Жучки на механических лапках ползут на свет. Такая практическая иллюстрация возможностей ОСУ просто потрясает. Наблюдая их, совершенно невозможно избавиться от мысли, что эти жучки – живые. Такой жучок совсем не похож на привычные технические устройства. Его поведение – это поведение живого организма. Он переобучаем, он умеет приспосабливаться. Если переворачивать его, он научится переворачиваться. Можно пытаться запутать его или переносить на другую поверхность. В любых ситуациях он гибко перестраивается, обучается новым навыкам и продолжает своё движение к цели. Он умеет выживать, как это умеют биологические организмы. Если оторвать у такого механического жучка лапку, он самостоятельно переучивается идти на оставшихся. И даже если разрушить часть его мозга, оставшаяся часть сохранит свою функциональность, хотя точность и скорость действий уменьшатся. Формирование образа в памяти зависит не только от того что воспринимает в данный момент каждый рецептор (свет или тьму), но и в каком положении находится каждый двигатель или манипулятор. Лапки и фотоэлементы жучков являются равноправными частями его интеллекта, участвующими в мышлении, запоминании и распознавании.
В ОСУ все части системы являются интеллектом, а не только матрица памяти. А часть матрицы может функционировать так же как целая, с некоторой потерей точности. Аналогично часть голограммы воспроизводит всё изображение, а не его часть, хотя и с потерей резкости. Так же устроен мозг человека. Вот почему в научно-популярных публикациях появилось метафорическое сравнение мозга с голограммой.
По сравнению с техническими системами биологические организмы очень неточны по своим элементным параметрам. Технические детали могут изготавливаться с микронной точностью и даже с наноточностью, а вот биологические организмы очень приблизительны: есть огромный разброс в размерах органов и размерам и количеству клеток каждого органа у индивидов одного биологического вида. Так же сосуды и нервные волокна неточным образом расположены в тканях, и даже их количество может быть различным.
Следовательно, биологический разум не может работать с информацией так, как цифровой компьютер, у которого точность составляет один бит информации, под каждый байт информации имеется свой точный адрес в адресном пространстве. При этом ошибка в один бит в компьютере может привести к краху всей системы, а вот биологические организмы, несмотря на неточность своей структуры, могут функционировать очень точно и демонстрируют высокую надёжность и живучесть.
Функциональная точность довольно приблизительных по своим параметрам тканей нервной системы и головного мозга обеспечивается особой организацией, особым способом передачи информации. Их точность обеспечивается двойственностью каналов передачи информации. В ОСУ В.М. Антонова тоже используется двойные каналы.
В биологических организмах эта система состоит из раздельных симпатической и парасимпатической нервных систем. Аналогично в ОСУ Антонова связь с серводвигателем (или двигателями) осуществляется по двум каналам, которые автор назвал «плюс-канал» и «минус-канал».
Если попытаться описать сущностную математическую модель двойных каналов, то окажется, что они имеют особую природу. Числовые значения потенциалов, которые передают каналы симпатической и парасимпатической систем не являются ни векторными, ни скалярными величинами. Эти значения являются особым видом чисел. Скалярная величина может изменяться и при этом как увеличивать своё значение, так и уменьшать. Числовые значения параметров в биологических системах при изменении накопительно увеличивают или уменьшают своё значение.
Но ведь тогда значение такого параметра в реальной системе через некоторый промежуток времени достигнет своего предела, и что дальше? Как будет работать система?
Система работать не сможет. Вот поэтому биологическим организмам необходим сон для восстановления исходных параметров. (Это объясняет В.М. Антонов в своей книге «Обучаемые системы управления».)
Действительно, если человека лишить сна, то его мышление серьёзно нарушается. При длительном лишении сна у человека даже начинаются галлюцинации. Он видит сны наяву. Или наоборот, сновидения можно считать галлюцинациями в состоянии сна, что является физиологической нормой.
Во время сна восстанавливаются первоначальное состояние в синапсах нервных клеток. Система передачи информации по цепочке синапсов подобна гидравлической системе. Поэтому Антонов назвал свою модель биогидравлической моделью нервной системы. В такой гидравлической системе в процессе работы как бы постепенно падает давление, расходуется её параметрический ресурс.
Биологические системы работают со скоростью гидравлических систем. Они «медленные существа» по сравнению с электрическими цепями и компьютерными системами, в которых сигналы передаются со скоростью света.
Структурный элемент, в котором происходит накопление параметрических значений, которые прирастают либо убывают, технологически является стеком. Чтобы понять, почему такая организация обеспечивает принципиальное увеличение точности системы, вспомним, как считают бухгалтеры.
До появления системы Луки Пачоли не удавалось организовать надёжную и стабильную работу банков. Прежде работа банкиров была кошмаром. Банки постоянно лихорадило, несколько раз в году они закрывались на две-три недели, чтобы провести аудит.
Но как только появилась так называемая система двойной записи, которая и сейчас является основным бухгалтерским методом, ситуация радикально улучшилась. В сущности бухгалтерские «дебет» и «кредит» каждого счёта это и есть двойной стек, в которых накапливаются раздельно данные по приходу и расходу.
Между работой бухгалтера и работой ОСУ можно усмотреть некоторую аналогию. Бухгалтер сводит баланс, а исполнительный двигатель системы Антонова подгоняет систему к итоговому положению, при котором потенциалы на нём будут уравновешены.
Назначением и главным смыслом внедрения системы двойной записи в бухгалтерском деле является то, что эта система обеспечивает точность путём суммарного контроля для выявления оперативных ошибок, которые неизбежны в реальной хозяйственной деятельности. То же самое назначение имеет двухканальное устройство нервной системы, оно обеспечивает точность в условиях неточности биологической элементной базы.
Аналогию также можно увидеть в периодичности работы бухгалтера и периодичности работы биогидравлической нервной системы. Банк ежедневно сводит баланс, а бухгалтер начинает учёт по дебетам и кредитам счетов каждый следующий период с нулевых значений. Биологический организм ежедневно спит, восстанавливая потенциалы синапсов нервных клеток.
Отметим, что человек испытывает повышенную потребность во сне не только после интенсивной умственной работы, но и после повышенной физической нагрузки. Это также показывает, что тело и мозг человека – это неразделимый биогидравлический интеллект. Мышцы вместе с нервными волокнами, находящимися в них, «думают» и устают от «мыслей» точно так же как и головной мозг.
В философском аспекте, как универсум, так и человек – это неделимые сущности. Это значит, что они не целостны, а мы по привычке продолжаем выделять в них какие-то части. Но если есть какие-то части, то они должны быть раздельны? Между ними должна же быть какая-то грань или граница?
Но между разумом и телом нет чёткой грани. Они тесно слились. Метасистемная граница размыта. А есть ли граница между воображаемым действием, и фактическим мышечным действием?
