Файл: Сочивко В.П. Человек и автомат в гидросфере очерки системотехники.pdf

точность, способность к накоплению большого количе­

и в наши дни. Представляется бесспорным одно: во всех случаях, когда, не вступая в противоречие с требованиями технико-технического задания и стоимости проекта, вы­ полнение тех или иных функций можно возложить на машину без ущерба для решаемой задачи, это следует делать. Стремление переложить как можно больше функ­ ций с человека на машину часто упирается в необходи­ мость автоматизировать те процессы, которые издавна выполнялись только человеком. Нетрудно прийти к заклю­ чению, что в решении возникающих при этом проблем может оказаться полезной именно бионика, точнее, та ее часть, которую принято называть психофизиологиче­ ской бионикой или, кратко, психоникой.

Укажем основные психобнонпческие аспекты проблемы построения систем человек—машина:

1) совершенствование каналов связи человек — ма­ шина;

2)управление машиной при помощи голосовых команд;

3)речевой выход машины;

4)методы и средства контроля за состоянием опера­ тора с применением идеи автоматического опознания образов;

5)биоэлектрическое управление машиной с использо­ ванием биотоков мышц и мозга;

6)оптимизация методов обучения и тренировки. Названные направления развиваются крайне неравно­

мерно. Состояние проблемы опознания образов к на­ стоящему времени достаточно широко освещено в литера­ туре [67]. Отметим только, что 'наибольших успехов в решении практических задач опознания, например, голосовых команд достигают не те, кто пытается решить эту задачу «в лоб», а те, кто ищет'и находит пути упроще­ ния самой постановки задач. Например, если задан набор команд, подаваемых голосом, которые должна восприни­ мать машина, следует проанализировать этот набор и по возможности исключить плохо различимые команды. Эта идея перенесена из трационной теории связи. Г. Гри­

154

невский приводит пример, относящийся к периоду первой мировой войны. Немецкие телефонисты плохо различали на слух слова «два» и «три» («цвай» и «драй»), что приво­ дило к ошибкам в стрельбе. Не помогали никакие технические новшества. Тогда кто-то предложил запре­ тить использование произношения «цвай» и во всех слу­ чаях произносить «цво», как это принято только на юге Германии, после чего ошибки прекратились.

В теории опознания образов новые идеи порой намного обгоняют возможность их технической реализации. Так, рядом ученых была выдвинута идея использования принципов распознавания невысказанных мыслей для не­ посредственного управления машиной. Легко представить себе, какие перспективы гибкой и эффективной связи

тальная нейрофизиология. Здесь можно назвать опыты X. Дельгадо по . использованию вживленных электро­ дов [32 ] и работы Ж- Дюсальи по конструированию при­ боров, работающих от биотоков мозга, снимаемых с по­ мощью контактных электродов.

Математик акад. С., А. Соболев и создатель кибернетики Н. Винер, а также другие ученые высказывали мысль, что наиболее совершенные вычислительные машины буду­ щего будут строиться на белковой основе. Опыты нейро­ хирурга Р. Уайта по сохранению изолированного мозга обезьяны и использованию его в качестве биомашины, управляемой через глазной и слуховой нервы, подтвер­ ждают экспериментально принципиальную возможность такого рода систем.

§ 17.

Групповая деятельность операторов

•

Без многого человек может обойтись, но только не без человека.

Л. Берне

Когда в системотехническом комплексе предпола­ гается участие двух и более операторов, возникает необ­ ходимость проектирования в той или иной форме группо­ вого поведения. Основным при этом является, во-первых,

155

вопрос о техническом вооружении группы переговорными устройствами, системами визуального наблюдения и т. д., позволяющими ее членам взаимодействовать друг с дру­ гом, и, во-вторых, учет конкретных рекомендаций пси­ хологов и социологов, так как при наличии группы опе­ раторов возникает проблема общественного поведения, которое можно определить как взаимодействие двух и более индивидуумов- и влияние одного индивидууму на другого.

Если вопрос о техническом оснащении достаточно по­ нятен для проектировщиков системотехнических комплек­ сов, то вопрос о групповом поведении не ясен не только для инженеров, но и для социологов. Вопросы психоло­ гической совместимости членов коллектива, создания в нем благоприятного «эмоционального климата», оптимизации деятельности коллектива и т. п. недостаточно глубоко разработаны теоретически и недостаточно проверены прак­ тикой даже в относительно простых производственных условиях. Очевидна их особая значимость для работы коллектива операторов в экстремальных условиях, харак­ терных для системотехнических комплексов, используе­ мых в гидросфере. Однако именно для таких условий практически не существует четких и однозначных реко­ мендаций.

В последние годы задача оптимизации группового по­ ведения начинает привлекать внимание математиков и кибернетиков. В качестве примера можно указать работы акад. А. А. Ляпунова, который подходит к этой задаче с позиций теории автоматов. Им, в частности, установ­ лено, что чем большие массы людей рассматриваются, тем менее сложным автоматом можно описывать поведе­ ние каждого отдельного человека.

Формальная оптимизация коллективного поведения осложняется тем, что в большом коллективе помимо фор­ мальных связей и отношений существуют неформальные отношения, неформальная иерархия, и именно последнее зачастую играет очень важную роль. Ясно, что при этом модели деятельности коллектива не могут быть выведены заранее из теоретических посылок и выявляются только на основе эмпирических исследований. Это само по себе делает бессмысленным попытки проектировать поведение коллектива заранее—• оно будет определяться теми взаи­ моотношениями, которые возникнут в группе в зависимо­ сти от конкретного подбора ее членов. Отсюда можно

156

Г л а в а ш е с т а я

ИНЖЕНЕРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

•

. . .Дельфины — единственные существа, нашедшие великий философский принцип: дружба не за вознаграждение.

Плутарх

В течение ближайших 10—20 лет человечество наладит связь с представителями других биологических видов, т. е. не с людьми, а с какими-то другими существами, возможно, неземными, скорее всего — морскими.

Д. С. Лилли

Кпроблеме инженерного использования органи­ ческих систем можно подойти с самых широких позиций, ибо она имеет прямое отношение к науке о взаимоотноше­ ниях живых организмов со средой — экологии, с каждым годом привлекающей к себе все большее внимание. Эко­ логи забили тревогу: они предупреждают, что на Земле возможны биологические катаклизмы. Об угрозе, навис­ шей над биосферой (в том числе над флорой и фауной гидросферы), с тревогой говорят, в частности, эксперты Организации Объединенных Наций, отмечая повсеместное нарушение гармонических связей человека с окружающей средой.

Возможен и более узкий подход к рассматриваемой проблеме, связанный с использованием гидробионтов (вод­ ных организмов) для решения тех задач, которые частично уже были сформулированы при рассмотрении путей созда­ ния управляемых морехозяйств. Специфика гидросферы

иособенности современного уровня научно-технической революции позволяют предполагать, что проектирование

иорганизация органических комплексов в управляемых морских хозяйствах потребуют широкого использования методов зоопсихологии, сравнительной психологии и ки­ бернетики.

Исследования в области зоопсихологии гидробионтов имеют огромное познавательное значение. Достаточно вспомнить о комплексном теоретическом и эксперимен­ тальном исследовании дельфинов, в частности об изуче-

158

нии их «языка». Чисто научные исследования системы общения у этого вида китообразных вызвали интерес широких кругов населения разных стран.

Наиболее важными представляются системотехниче­ ские аспекты проблемы инженерного использования орга­ нических систем. Говорим ли мы о создании управляемых морехозяйств или обсуждаем перспективные способы под­ водного лова рыбы (т. е. лова рыбы с использованием подводных судов), во всех случаях возникает вопрос об обеспечении этих работ современной технической ба­ зой — техническим комплексом, включающим в себя аппа­ ратуру измерений и регистрации, автоматического регу­ лирования и управления, а также вычислительные устрой­ ства. Например, описанная в литературе [26] тактика подводного лова рыбы требует широкой автоматизации, оперативной диспетчерской службы, использования средств наблюдения и связи и т. д.

Еще около десяти лет назад такая постановка вопроса казалась либо фантастикой, либо в лучшем случае теоре­ тизированием, оторванным от строго научного обоснова­ ния. В наши дни положение резко изменилось. Доста­ точно вспомнить о великолепно оснащенных эксперимен­ тальных гидробионических базах союзной и республи­ канских академий наук. Подтверждением сказанного мо­ жет служить также обширный перечень зарубежных научно-исследовательских центров. Например, только в США экспериментальная дельфинология базируется [78] на такие центры, как Ракетный центр ВМС США (штат Калифорния), Институт связи в Майами (штат Флорида), Океанологический институт на Гавайских островах, Центр подводной войны ВМС США, а также океанариумы Сент-Огастин (штат Флорида), Палое Вердес Эстайт (штат Калифорния), Парк морской жизни в Оаху и др.

Наряду со стационарными научно-исследовательскими центрами созданы и используются подвижные, плавучие базы. Как правило, это суда большого водоизмещения, выполненные по специальному проекту. На борту такого рода специальных судов размещаются десятой лаборато­ рий, вычислительные и информационно-вычислительные центры, снабженные мощными ЭВМ, а также контрольно­ измерительные, регистрирующие и другие комплексы.

В данной главе будут рассмотрены некоторые резуль­ таты, характеризующие это направление работ в гидро­ сфере.

159

§ 18.

Использование гидробионтов

•

Нам общи с животными все виды рассудочной деятельности: индукция, дедукция, следовательно, также абстрагирование.

Ф. Энгельс

Вширокой печати много раз публиковались сообщения об использовании дельфинов и других гидро­ бионтов для различных целей. Однако далеко не всегда

эта информация является достоверной. Наши познания в данной области настолько скудны, что мы с равной вероятностью можем ошибаться как принимая на веру все сообщения, так и скептически отвергая то, что нам кажется измышлениями.

Многие аспекты использования гидробионтов доста­ точно очевидны.

Гидросфера, как уже говорилось, плохо обозревается даже на относительно небольших дистанциях. Ориентиры отыскивать в ней очень трудно. Конечно, существуют системы, позволяющие подводному пловцу прокладывать заданный курс, но это требует априорных сведений (карт, курса и т. д.) и некоторого приборного обеспечения (глу­ биномера, компаса, часов и др.). Кроме того, возможна ситуация, когда по тем или иным причинам гидронавт заблудился. Во всех этих случаях полезно иметь’надеж­ ных проводников, наподобие дрессированных собак, несу­ щих такого рода службу на суше (знаменитые сенбернары монастыря Святого Бернарда и др.). Вполне вероятно, что в подводном мире такими же помощниками могут стать, например, дельфины или морские львы.

Близко к этому примыкает служба розыска затерян­ ных, запрятанных, замаскированных предметов. По ана­ логии с сыскной службой собак можно говорить об исполь­ зовании дельфинов для поиска на дне моря затерянных приборов, затонувших кораблей, объектов археологиче­ ских изысканий и т. д.

В последние годы наряду с ростом подводных иссле­ дований— археологических, промышленнңх, промысло­ вых и др. — возрастает и армия так называемых «диких» аквалангистов, которые, появившись в закрытом районе, могут испугать и даже уничтожить обитателей подводных садков. Кроме того, и сами аквалангисты могут запутаться

160