Перспективы создания киборгов - Биология и естествознание курсовая работа

Главная

Биология и естествознание
Перспективы создания киборгов

Киборг - смесь машины и человека. Особенности современного этапа развития технологий общения человека и компьютера. Применение электронных устройств-имплантатов для лечения человека. Применение новых технологий для создания гибридов, перспективы развития.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Значительно позже компания Shadow представила публике интересный прототип. Правая рука компании Shadow (ПРТ) - это продвинутый робот в виде человеческой руки, который максимально точно воспроизводит движение настоящей руки по всем 25 степеням свободы. Силовые характеристики и точность движений робота также соответствуют человеческой руке. Все характерные размеры робота были измерены у членов исследовательской группы.
ПРТ - это самостоятельная система. В области предплечья находятся мышцы и клапанная коробка. ПРТ включает все необходимые системы управления (программное обеспечение удовлетворяет лицензии GNU GPL) и документацию, достаточную для обучения и исследования. Основные размеры руки были сделаны такими, чтобы как можно более точно соответствовать средней человеческой руке. Длина предплечья сравнима с длиной человеческой руки, хотя у основания она расширяется до 140 мм. Рука, сенсоры, мускулы и клапанная коробка вместе весят 3,5 кг. Центр масс системы находится примерно в 160 мм от основания.
Длина пальца от кончика пальца до середины первого сустава
Длина ладони от середины первого сустава пальцев до оси запястья
Предплечье от основания до оси запястья
Существуют незначительные отличия в скорости движения механической руки от настоящей. Различные методы управления движением приводят к разной максимальной скорости, тем не менее, в среднем движения примерно в два раза медленнее, чем у человеческой руки. Например, чтобы разжать кулак и полностью распрямиться механической руке требуется примерно 1,2 с.
Вся система - это комбинация металла и пластика.
· Ладонь: ацетил, алюминий и плоть из полиуретановая.
· Пальцы: Ацетил, алюминий, поликарбонатные ногти и плоть из полиуретана.
· Основание: Ацетил, резина, латунь
Система достаточно эластичная, и, поэтому, приведены только приблизительные данные действующих моментов сил. Тем не менее, как видно на рисунке 1 на странице 2, рука способна удерживать себя на весу.
· Периферические суставы: 0,5 Н•м (пальцы, в том числе большой)
· Ближайшие суставы: 1,0 Н•м (пальцы, в том числе большой)
В ПРТ используется пневматическая система мышц, таким образом ей требуется как источник электропитания, так и компрессор для сжатия воздуха.
· Сжатый воздух (фильтрованный, безмасляный) @ 3,5 бар. (Потребление: у каждого мускула объем примерно 0,01 литра, всей руке требуется не больше 18 литров в минуту).
Рука управляется 36 пневматическими мускулами, расположенными на предплечье. Такая конструкция обеспечивает гладкость движений. Как и у нормальной, веками эволюционировавшей, человеческой руки, мускулы прикрепляются сухожилиями к суставам. Пневматические клапаны каждого мускула и давление в них, определяемое с помощью соответствующих датчиков контролируются встроенной в основании руки электроникой. Используются три режима работы приводов руки. Противостоящая пара мускулов управляет движением большинства суставов и обеспечивает гладкость движения. Отдельный мускул с возвращающей пружиной управляет сжиманием и разжиманием пальцев. Средняя и концевая фаланги управляются совмещенным приводом, что имитирует поведение человеческих пальцев.
Система руки представляет собой шину локальной сети контроллеров для взаимодействия с внешним миром. Все данные сенсоров, рабочие точки и установленные параметры контроллеров доступны по этой шине. Для связи используется простой протокол. (Более подробная информация содержится в руководстве по эксплуатации системы.)Между отдельными компонентами связь осуществляется по протоколу последовательного периферийного интерфейса
Протокол шины CAN позволяет осуществлять следующие операции для настройки системы:
· отключить и включить компоненты робота,
· установить скорость передачи данных сенсором,
· отключить и включить отдельные PID контроллеры управления клапанами,
· изменить датчик и управляемый элемент PID контроллера, а также его значения усиления,
· изменить используемые компонентами адреса в CAN
· установить состояние компонентов в начальное.
Система из патентованных датчиков, работающих на эффекте Холла с разрешением 0,2 градуса определяет угол поворота каждого сустава. Эти данные измеряются локальными аналого-цифровыми преобразователями с разрешением 1 бит и передаются на шину CAN. Скорость оцифровки - около 180 Гц.
Данные четырех сенсоров совмещаются в сообщение для CAN:
Данные датчиков давления выровнены по правому краю, и поэтому не нормированные значения изменяются от 0 до 4095.
Указательный, средний, безымянный пальцы
У большого пальца 5 степеней свободы и 5 суставов У остальных пальцев по 3 степени свободы и по 4 сустава. Движение двух дальних фаланг пальцев не независимы, как и у человека: угол сгиба сустава средней фаланги всегда не меньше чем угол сгиба сустава дальней фаланги. Таким образом, средняя фаланга может гнуться, в то время как дальняя фаланга остается прямой. У мизинца есть дополнительный подвижный сустав, которым он крепится к ладони.
Световые волны (вместо сетчатки). Стеклянные глаза, содержащие матрицы светочувствительных элементов, соединяются с сохранившимися мышцами зрительных органов слепого. Благодаря усилию глазных мускулов положение этих экранов (камер) можно менять, направляя их на тот или иной объект. В дужках темных фальшивых очков, заменяющих оптический нерв, размещены микроузлы, преобразующие изображение, "считываемое" с экрана, которое передается в электронный блок, связанный с электродами, кончики которых введены в участки гловного мозга, ведающие зрением. Соединение электронных схем с вживленными электродами производится либо по проводам с подкожным разъемом, либо через передатчик, устанавливаемый снаружи и имеющий индуктивную связь со вживленной частью системы под черепной коробкой. 
Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы. В свою очередь электроды "переводят" их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу. Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых.
Интересно, что глаз воспринимает единый визуальный ряд очень фрагментарно, создавая целый набор различных зрительных репрезентаций, которые затем параллельно - в форме отдельных нервных импульсов - транслируются в нервные центры мозга.
Выяснилось, что визуальный образ формируется мозгом на основе двенадцати отдельных грубых «набросков», в которых отражены определенные элементы внешнего мира. Формирование этих образов обусловлено структурно, - строгая специализация ганглиев находит непосредственное отражение в строении сетчатки. Она состоит из нескольких слоев. Зрительную информацию воспринимают светочувствительные фоторецепторы (палочки и колбочки). Они передают импульсы слою горизонтальных и биполярных клеток, которые связаны с ганглиями многочисленными нервными отростками. На этом этапе и фильтруется информация.
Все ганглии делятся на 12 групп, и каждая из них снимает свое «кино», фиксирует свою часть картинки - это может быть движение, или большие структурно однообразные объекты, или границы объектов, и т. п. Затем мозг складывает эти куски окружающей реальности воедино и, вероятно, дополняет их образами, хранящимися в памяти. На основе полученных данных была построена компьютерная модель, симулирующая активность ганглиев и наглядно демонстрирующая, какие именно изображения передаются в мозг.
Конструкция первого механического сердца была разработана еще в конце 1930-х гг. русским хирургом Владимиром Демиховым. Устройство это представляло собой насос, приводящийся в действие электромотором. Эксперименты показали перспективность идеи как таковой: собакам, у которых функции удаленного сердца выполнял его рукотворный аналог, удавалось прожить до двух с половиной часов. Спустя 30 лет после этих опытов была проведена первая подобная операция на человеке. Цель ее была сравнительно скромной - дать пациенту возможность протянуть несколько дней в ожидании донорского сердца. В начале 1980-х гг. было создано устройство, рассчитанное на длительный период работы. Искусственное сердце, которое получило название Jarvik-7, предназначалось также и для больных, которые никогда не дождутся своего донора. Ситуация обычная, поскольку органов, пригодных для трансплантации, никогда не было в избытке. Первый из пациентов, подключенных к Jarvik-7, прожил 112 дней, еще один - 620 дней.
Впрочем, жизнь их была малоприятной. Работа механического сердца вызывала конвульсии, затрудненное дыхание, нарушения работы внутренних органов, помутнение сознания. Больные были буквально прикованы к внешнему блоку питания и управления размером со стиральную машину. Наконец, чтобы этот блок соединить проводами с имплантированным в грудь насосом, приходилось проделывать дыры в теле пациентов. Риск занести инфекцию, как нетрудно догадаться, в таких условиях огромен. Словом, несовершенство первых искусственных аналогов сердца было настолько очевидно, что в одной из статей в "Нью-Йорк Таймс" эти исследования обозвали "Дракулой медицинских технологий".
Однако в последнее время появляется все больше оснований изменить скептическое отношение к попыткам сконструировать эффективно работающие устройства, способные с успехом заменить сердце. Созданы надежные миниатюрные двигатели, микропроцессоры дают уникальную возможность регулировать поток крови в зависимости от физической нагрузки, а легкие и емкие литиевые батареи могут обеспечить необходимую энергию. Все эти технологические достижения воплощены в конструкции портативного искусственного сердца, созданного специалистами американской компании Abiomed Inc. Устройство, получившее название AbioCor, представляет собой механический насос с внутренними клапанами и четырьмя трубками, которые соединяются с сосудами. Вся конструкция в точности симулирует работу настоящего человеческого сердца. Питается этот титаново-пластмассовый агрегат от батареи весом менее двух килограммов - ее предполагается повесить пациенту на пояс. Причем никакие провода из груди торчать не будут, поскольку энергия передается прямо через кожу. В этом отношении у AbioCor просто нет аналогов. Внешний блок питания транслирует радиосигнал, который преобразуется в электрические импульсы детектором, имплантированным в брюшную полость. Батарея требует подзарядки каждые четыре часа, и на время ее замены подключается внутренний блок питания, рассчитанный на 30 минут автономной работы. Кроме всего прочего, система оснащена миниатюрным передатчиком, позволяющим дистанционно отслеживать параметры работы всего устройства.
Специалисты из Abiomed потратили на свою разработку 30 лет, но и сегодня они говорят, что удалось сконструировать лишь экспериментальную модель. Цель дальнейших исследований - создать искусственное сердце, способное работать до пяти лет.
Медики Университета Эмори (штат Джорджия, США) вводят добровольцам мозговые имплантаты - крошечные микросхемы величиной меньше спичечной головки. С их помощью и при содействии компьютера силой мысли можно пока лишь включать свет, электроприборы и подключаться к Интернету. А в нейрохирургическом центре в Кливленде уже создали первый искусственный отдел мозга. Этот силиконовый чип - аналог гиппокамп, контролирующего сознание. Данный чип был построен на базе модели человеческой нервной системы, в основе которой лежит теория нейронных сетей.
Как отражается ощущение, восприятие, представление в нейронах.
Для понимания этого обратимся к повседневной жизни. Рассмотрим ситуацию лечения зубов в стоматологическом кабинете. Предположим у пациента пульпит. Что бы он не чувствовал боли ему делают местную анестезию (при помощи новокаина или чего то еще). Что происходит? Человек перестает ощущать боль, чувствительные нейроны реагирующие на боль, заблокированы. Можно сделать вывод, ощущение - это возбуждение чувствительных нейронов. Другой пример: человек болен с рождения аносмией - отсутствие обоняния, такому человеку, как бы мы не хотели, не объяснить, что такое запах апельсина или цветов. Для человека без патологий, к примеру, сладкое - это возбужденная группа рецепторов реагирующих на сладкое. То же самое и с другими явлениями, синий цвет - это возбужденная некоторая группа чувствительных нейронов возбуждаемых на синий цвет, зуд - это возбужденные рецепторы кожи. Рассмотрим теперь, что такое восприятие. Пусть это будет, восприятие снега человеком. Выделим его основные признаки: холодный, белый. Дадим его человеку. Что произойдет? У человека возбудятся чувствительные нейроны, реагирующие на холодное и на белый цвет. Так возникло восприятие снега, заключенное в двух группах нейронов. Получается, что живое существо, в частности человек - это набор множества групп нейронов, где каждая группа реагируют на определенный раздражитель, и несет своеобразное чувство. Речь, боль, зрение, обоняние, слух - это все возбуждение какой-то определенной группы нейронов. Теперь рассмотрим что такое представление. Возьмем тот же пример со снегом. Для нашего человека представление о снеге - это возбужденные группы чувствительных нейронов реагирующих на холодное и белое при его отсутствии. Как это реализуется при помощи нейронов, будет указано ниже, после описания соединения нейронов. Почему в нейронах эти чувства, пока не ясно, но описание множества болезней (Аносмия, Ахроматопсия и др.), да и многое другое указывает на то, что это так. К этому нужно относиться так же, как мы относимся к электричеству, к магнетизму, к атомам, как к основе мира. Это какая-то неизвестная материя или что-то еще. Скорее всего, чувства можно объединить в таблицу, похожую на таблицу Менделеева.
Разберемся, как группы нейронов в процессе жизнедеятельности соединятся друг с другом. Для этого обратимся к школьному курсу биологии и вспомним опыт Павлова с собакой. Как Павлов вырабатывал рефлексы? Перед кормлением звучал звонок, а после давалась еда. Когда звучал звонок, а пищу не давали, то у собаки наблюдалось повышенное слюноотделение. У нее включились в обработку нейроны, отвечающие за переработку пищи, хотя пищи не было. Был выработан рефлекс. Значит, как-то нейроны, реагирующие на звук, стали возбуждать нейроны, отвечающие за пищеварение. Здесь первое, что приходит в голову, аксоны и дендриты этих нейронов соединились. Отсюда можно предположить нейроны после своего возбуждения соединяются друг с другом. И не надо вычислять веса этих связей, как-то соединились ну и хорошо. Что с чем соединилось аксон с дендритом, дендрит с дендритом не важно, главное соединение (рис.1).
И нельзя не согласиться с Павловым, что мышление человека это рефлексы. Просто к этому нужно добавить чувства. Рассмотрим этот опыт со стороны науки логики. Что для собаки Павлова еда? Это возбуждение групп нейронов: вкусовых рецепторов, некоторых групп рецепторов зрения и запаха, нейронов реагирующих на звук звонка. Что следует после того, как не дали еду специально обученной этому собаке? Группы нейронов реагирующих на звук начинают возбуждать группы нейронов вкуса, зрения и всех других групп, которые с ней связаны. Вот оно и представление! У собаки возбудились группы нейронов реагирующих на пищу, при ее отсутствии.
ЛЕСТНИЦА ПРИОРИТЕТОВ. ВЗАИМНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ ГРУПП НЕЙРОНОВ
Попробуем создать простейший искусственный интеллект. Для этого создадим простейшего жука. Вначале определим, на что в окружающем мире должен обращать внимание наш жучок, для того, что бы выжить. Самое главное, конечно же, самосохранение, поэтому блок нейронов боли должен обладать наивысшим приоритетом (Приоритет-1). При его возбуждении должны блокироваться все остальные блоки. Следующим, конечно потребность в питании (Приоритет-2). Что бы жучок радовался жизни, добавим ему блок удовольствия (Приоритет-3), в реальных организмах это могут быть нейроны реагирующие на сладкое. Еще дадим ему чувство обоняния, пусть он может различать два запаха (Приоритет-4). Пусть он видит, различает три цвета зеленый, красный, синий (Приоритет-5). Для простейшей модели этого достаточно. Теперь объединим все эти блоки нейронов в схему и назовем ее лестница приоритетов (рис.2).
Линии между блоками - это тормозящие связи между блоками нейронов. Блок Запах-1 блокирует блок Запах-2, на схеме они объединены воедино для наглядности. Из рис. 2 видно, что при одновременном возбуждении блока Запах-1 и Боли, блок Боли заблокирует блок Запах-1. Также и с другими блоками. Для нормальной работы схемы тормозные нейромедиаторы должны обладать следующими свойствами: очень быстро распадаться и при активации какого-либо блока они должны постоянно выделяться. Иначе схема будет в стопоре, она не заработает, пока тормозные нейромедиаторы не распадутся. Забегая вперед, следует сказать, что почти все возбуждающие нейромедиаторы должны обладать противоположными свойствами: выделяться порциями, медленно распадаться до возбуждения и быстро распадаться после возбуждения, но нужны и нейромедиаторы обладающими такими же свойствами как тормозные нейромедиаторы. В этой схеме есть недостаток. При слабой боли и сильном Запахе-1 будет возбужден блок Боли, что мало приемлемо для выживания организма. Поэтому эту схему необходимо дополнить. Более сложная и подробная схема лестницы приоритетов с обратной блокировкой, показана на рис. 3, для легкости восприятия она состоит из трех чувствительных блоков. Большее количество блоков соединяется по этому же принципу.
Для работы схемы важно подобрать порог возбуждения блоков нейронов. Блоки торможения БТ1, БТ2, БТ4 должны иметь высокий порог возбуждения. Они должны активироваться, только если большое количество соответствующих им рецепторов активировано. Блоки БТ3, БТ5, должны всегда активироваться, когда активировался их чувствительный блок (должен быть низкий порог возбуждения). Рассмотрим основные варианты, которые могут возникнуть при работе схемы.
· Все рецепторы сильно возбуждены. Возбуждаются: блок Боли, БТ1, БТ2. Блок БТ1 заблокирует блок БТ2 и попытается заблокировать блок Боли. Но так как рецепторы сильно возбуждены, то тормозящих связей блока БТ1 не хватит для блокировки блока Боли. В результате будет активирован блок Боли.
· Рецепторы 2 и рецепторы 3 сильно возбуждены, а рецепторы 1 слабо. Блок БТ1 заблокирует БТ2 и блок Боли. Активируется блок Потребности в пищи.
· Рецепторы 3 сильно возбуждены, а рецепторы 1 и рецепторы 2 слабо. Блок БТ2 заблокирует блок Боли и блок Потребности пищи. Активируется блок Удовольствия.
Есть еще варианты, но в любом случае всегда будет возбужден блок, у которого рецепторы возбуждены сильнее, а при сильном возбуждении нескольких групп рецепторов будет возбужден чувствительный блок, приоритет которого выше.
Полная схема простейшего искусственного интеллекта и описание его мышления.
Наделим нашего жука блоком Хватания пищи (аналогия рта человека, но сильно упрощенный), Желудком, где будет находиться пища и откуда будут идти сигналы в блок Потребности пищи и блокам Движения, пусть это будет жгутик, как у амебы. Блок Удовольствия расположим во рту, пусть это будут вкусовые рецепторы. Изобразим все это на схеме представленной, на рис. 4.
Эта схема новорожденного жука. В ней уже установлены некоторые соединения между блоками. Красные линии указывают возбуждающее соединение между нейронами, а черные линии тормозящее. Опишем безусловные рефлексы, которыми обладает наш жучок при рождении. Если желудок пуст, то начинает двигаться жгутик (возбуждается блок нейронов движения), жучок начинает искать пищу. Блок Движений не наделен чувствительными нейронами, хотя в более сложных моделях на нем можно расположить нейроны боли, а то жук не почувствует воздействия на жгутик и останется инвалидом. Если желудок полный, то блок Движения блокируется, зачем бессмысленно тратить силы. При возбуждении блока Боли, активизируется блок Движения, жучок должен избегать боли, его главная задача жить. На блоке Хватания пищи расположим нейроны боли и удовольствия. При попадании в этот блок невкусной пищи будет возбуждаться блок Движения и жучок будет пытаться уйти от невкусного. При попадании в рот вкусной пищи, будут возбуждаться нейроны удовольствия, и блок Движения будет блокироваться. Жучок постарается продлить свое наслаждение. Блоки Запаха и Цвета не соединены, они пока ни с чем не ассоциируются. У жука нет органов глотания, пища сразу попадает в желудок. Смоделируем для жука окружающую обстановку и посмотрим, как будут устанавливаться связи между блоками нейронов по мере познания окружающего мира. Пусть у нас будет 6 видов пищи. Та пища, которая будет обладать запахом -1, будет всегда вкусная вне зависимости от цвета, а с запахом - 2 в зависимости от цвета то вкусная то нет. 1. Запах-1, Цвет-1 - вкусная пища (З1-Ц1). 2. Запах-1, Цвет-2 - вкусная пища (З1-Ц2). 3. Запах-1, Цвет-3 - вкусная пища (З1-Ц3). 4. Запах-2, Цвет-1 - невкусная пища (З2-Ц1). 5. Запах-2, Цвет-2 - вкусная пища (З2-Ц2). 6. Запах-2, Цвет-3 - невкусная пища (З2-Ц3). Выпускаем жука. Что происходит? Желудок пустой он начинает работать жгутиком. Рот совершает хватательные движения постоянно. Жук же младенец, все тащит в рот. Рот активируется при помощи двигательных нейронов, не участвующих в мышлении. Даем ему пищу З1-Ц1. Возбуждается блок Запах-1, как только нейроны этого блока начнут восстанавливаться после возбуждения, возбудятся нейроны блока Цвет-1. В это время срабатывает рот, пища попадает в желудок, где расположены рецепторы блока Удовольствия и Боли. У жука возбуждаются нейроны удовольствия, в результате жгутик блокируется, желудок наполняется и жук переходит в сытое состояние. Рассмотрим на рис. 5 связи, появившиеся в результате первого познания мира.
В результате первого познания были возбуждены следующие блоки: Запах-1, Цвет-1 и блок Удовольствия. Соответственно между ними установились связи, где-то слабые, где-то посильнее, неважно. Что произойдет с жуком, когда он в следующий раз встретит эту же пищу второй раз. У жука возбудиться блок Запах-1, который возбудит или блок Цвет-1 или блок Удовольствия. Среди этих двух блоков произойдет соперничество по схеме "лестница приоритетов с обратной блокировкой", победа будет зависеть от того, какие связи были установлены, и как сильно воздействует на жука Цвет-1. Но даже если следующим возбудиться блок Цвет-1, то все равно следующим активируется блок Удовольствия, еще до того как в него попадет пища. Вот она и память! Жук почувствовал вкус удовольствия, не попробовав пищи. Дадим жучку теперь невкусную пищу З2-Ц1. Пока жук сыт, он не будет проявлять признаков движения, поэтому необходимо дождаться, когда его желудок освободиться. Допустим, желудок свободен, даем З2-Ц1. Возбуждается блок Запах-2, затем цвет-1. Блок Цвет-1 связан с блоком Удовольствия, это ускоряет процесс открывания рта. Это уже мышление, если у первой пищи Цвет-1 и это вкусно, то и у другой пищи с таким же цветом, должен быть тот же вкус. Жук хватает пищу и тут чувствует, что это невкусно. У него возбуждается блок Боли, что активирует блок Движения, блокируется рот, и жук уходит от пищи. Новые связи представлены на рис.6
Не следует забывать, что в повседневной жизни когда, к примеру, мы видим стол, то вначале мы можем увидеть ножку стола, а только затем его целиком. Все зависит от формы хрусталика глаза в этот момент и удаленности стола. Так и здесь, приоритет у запаха выше, чем у цвета, но блок цвета может возбудиться раньше, т.к. допустим, цвет распознается с более дальнего расстояния, чем запах. Что произойдет с нашим жуком, если он в следующий встретит пищу З1-Ц1 или З2-Ц1? Пусть он вначале увидел Цвет-1, этот блок связан с болью и удовольствием, поэтому жучок, скорее всего, убежит, так как приоритет боли выше. Но многое зависит от количества и веса связей. Рассмотрим второй вариант: жук почуял Запах-1. Блок Запаха-1 начнет возбуждать блок Удовольствия и блок Цвет-1. Блок цвет-1 начнет возбуждать блок Боли и блок Удовольствия. В блоке Удовольствия будет возбуждено намного больше нейронов, чем в блоке Боли, поэтому исходя из лестницы приоритетов с обратной блокировкой, он заблокирует блок Боли и у жука активируется рот. Жучок теперь знает, что З1-Ц1 это "вкуснятина", а З2-Ц1 лучше не трогать. Он это понял с первого раза. Дальнейшее обучение жука можно не объяснять, оно аналогично, а сразу перейти к окончательной схеме рис. 7
Более толстые красные линии указывают на более сильное соединение, возникающее при неоднократном повторении какого либо обучения. Посмотрим, чему же научился наш жучок. Будем давать ему уже испробованную им пищу. Даем З1-Ц1, смотрим на рис.7: у этих блоков связей с блоком Удовольствия намного больше, чем с блоком Боли. Исходя из лестницы приоритетов с обратной блокировкой, блок Удовольствия заблокирует блок Боли, жучок почувствует удовольствие и постарается съесть пищу. Даем З1-Ц2: здесь только связи с блоком Удовольствия, следовательно, у жука даже при полном желудке может заработать блок Хватания пищи. Даем З1-Ц3: связей с блоком Удовольствия больше, блок Захвата пищи может заработать. Даем З2-Ц1: связей с блоком Боли намного больше, жук работает жгутиком и отходит. Даем З2-Ц2: связей с блоком Удовольствия больше, может активироваться блок Захвата пищи. Даем З2-Ц3: связей с блоком Боли больше, жук уходит от пищи. Обучение жука прошло успешно, он распознает все с первого раза. Для лучшего распознавания предметов нужно использовать более большое количество блоков. Добавлять больше запахов, тактильные ощущения и т.п. При малом количестве блоков может возникнуть ситуация, что при сильном ощущении боли, какой либо блок всегда будет возбуждать боль, что будет мешать адекватному представлению об окружающем мире. Это очень примитивная модель, она описывает только основы мышления.
ПРЕДВОЗБУЖДЕНИЕ, ДЕДУКЦИЯ И ИНДУКЦИЯ, УМОЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для более ясного понимания того, как реализуется индукция и дедукция при помощи нейронов, создадим небольшую схему. Возьмем для нее следующие группа нейронов: две группы нейронов реагирующих на свет (синий и красный), две группы нейронов осязания, две группы нейронов обоняния, четыре группы нейронов звука, две группы нейронов реагирующих на сладкое. Добавим сюда Желудок и блок Действия. Расставим в схеме безусловные рефлексы, пусть пустой Желудок и блок Сладкого возбуждает блок Действия (хватание пищи). Все это изобразим на рис.8
Начнем обучать схему. Для этого возьмем два виртуальных объекта. Первый будет иметь три стороны и при попадании в Желудок возбуждать блоки Сладкого. Первая его сторона будет в схеме возбуждать блок цвета синего "С" вторая блок Осязания "О1", третья блок Обоняния "Т1". После поднесения к схеме, какой либо стороной виртуального предмета будем последовательно возбуждать два блока нейронов звука H1,H2.
А после возбуждения блока Синего позволим схеме захватить пищу и этим самым установить связь между блоком Синего и Сладкого. Второй объект пусть также имеет три стороны. Первая его сторона возбуждает блок Синего "С", вторая блок Осязания O2, третья Обоняния "Т2" После поднесения второго объекта какой либо стороной, будем возбуждать блок нейронов Звука H3,H4. Обученная схема представлена на Рис.9.
Посмотрим где в схеме индукция. Блок H3,H4 можно возбудить тремя способами: возбуждая блок Синего "С", возбуждая блок Осязания "О2" или блок "Т2". Это и есть индукция, от частного к общему. Блок H3,H4 являются общими для блоков "С", "О2", "Т2". Переходим к дедукции. Возбудим блок H3,H4, они связаны с блоками "С", "О2", "Т2". Блоки "С", "О2", "Т2" перейдут в предвозбужденное состояния. Но не дадим ни одному из них возбудиться, возбудив блок нейронов H1,H2. Блоки нейронов "С", "О1", "Т1" также перешли в предвозбужденное состояние. Но так как блок Синего "С" связан и с H1,H2 и с H3,H4, то следующим возбудиться он. Этот блок связан с блоками Сладкого. А блоки Сладкого с блоком Движения (безусловный рефлекс). Схема попытается схватить пищу, даже если в желудке есть пища. Общий блок Н1,Н2 возбудит блок Синего "С". Вот она и дедукция! Если в схеме позволить соединяться блокам Звука с блоками Сладкого, то возникнет ситуация, что блок H1,Н2 или блок Н3,Н4 будут возбуждать блок Сладкого, хотя непосредственно этому схему не обучали. Схема к такому заключению пришла самостоятельно. Не умозаключение ли это? Рассмотрим умозаключение более подробно. Согласно дисциплине логике, умозаключением называется такой прием мышления, посредством которого мы из некоторого исходного знания получаем, выводное знание. Другими словами, если А=В, В=С то следовательно А=С. Реализуем это при помощи нейронов. Создадим небольшую схему. Она будет состоять всего из четырех блоков: двух блоков Осязания (О1, О2), одного блока Желтого цвета (Ж), одного блока Звука Н1. Блок Н1 соединим с блоком О1 и блоком Ж. Блоки О1 и О2 соединим с блоком Ж. Соединения О1-Ж и О2-Ж растянем во времени, для того чтобы блоки О1 и О2 не соединились между собой. Изобразим полученные соединения на рис. 10.
Обзор теорий происхождения человека. Этапы развития человечества с точки зрения эволюционной теории. Характеристика представителей звеньев исторического процесса развития современного человеческого вида. Условия развития интеллекта современного человека. презентация [2,1 M], добавлен 14.05.2014
Понятие и основные этапы антропогенеза как части процесса развития человека, охватывающей период преобразования обезьяноподобного предка человека в человека современного вида. Отличительные особенности и образ жизни человека на каждой стадии развития. презентация [1,5 M], добавлен 27.04.2015
Эволюция человека, ее отличие от эволюции животных и движущие силы. Гипотезы естественного происхождения человека. Признаки человека и его место в системе животного мира. Основные этапы антропогенеза и характерные черты развития предков человека. контрольная работа [27,6 K], добавлен 03.09.2010
Представления о происхождении человека в Европейском средневековье. Современные взгляды на проблему происхождения человека. Предположения Ч. Дарвина о происхождении человека. Проблема прародины современного человека. Особенности хода эволюции человека. реферат [36,8 K], добавлен 26.11.2010
Исследован
Перспективы создания киборгов курсовая работа. Биология и естествознание.
Сочинение по теме Витязь в тигровой шкуре
Курсовая работа по теме Понятие социальной педагогики
Учет расчетов с бюджетом по налогам
Реферат: Культура языческой и средневековой Руси
Реферат по теме Термодинамическая оптимизация процессов разделения
Курсовая работа: Федеральные налоги налог на прибыль организаций
Эссе 11 Сентября
Сочинение: Иван Бунин. "Темные аллеи". Рассказы
Реферат по теме История специальной педагогики. Человек с ограниченными возможностями жизнедеятельности в социальной жизни и науке Средневековья (VI- XVI вв.)
Фипи Сочинение По Русскому Языку Егэ 2022
Реферат: Supply And Demand Essay Research Paper Economics
Развитие Олимпийских Игр В России Реферат
Реферат: Молодежная субъкультура. Скачать бесплатно и без регистрации
Фгос Контрольно Итоговая Работа
Учебная Практика В Саду Отчет
Курсовые Методы Исследований В Менеджменте
Контрольная работа по теме Принципы и закономерности трудового права
Контрольная Работа 3 4 2 7
Реферат по теме Особенности исчисления акциза
Курсовая работа по теме Тунельний ефект та його застосування
Требования к помещениям для эксплуатации рабочих мест с персональным компьютером - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа
Разработка систем противопожарной защиты мастерской по переработке сырья - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа
История служебного собаководства в Российском государстве с древнейших времён до XVI в - Биология и естествознание курсовая работа