Архитектурная бионика

Второй фактор — необходимость решения задач, стоящих на грани этих наук, таких, как протезирование органов, объективный контроль за состоянием орга ­ низма человека в условиях космических полетов, глубоководных погружений, инженерно-психологическое проектирование систем "человек — машина" и др. Третьим фактором явилось то, что именно к середине нашего столетия были уже накоплены определенные знания в области изучения структуры и функцио ­ нирования живых организмов, разработаны основные методы их изучения, а так ­ же появилась научная и техническая база, необходимая для постановки этих ис ­ следований. Ярким примером тому служит задача исследования аппарата ориентации летучей мыши. Постановка этой проблемы, целью которой была разработка технических предложений по компенсации утраченного зрения у людей, связана с именем итальянского ученого Спаланцани, работавшего в конце ХУН1 в. Однако по-настоя ­ щему качественно локационный аппарат летучей мыши был исследован лишь на ­ шими современниками после того, как в их распоряжении оказалась измеритель ­ ная и регистрационная аппаратура, необходимая для постановки эксперимента с ультразвуковыми полями. Особенно важным для повышения эффективности бионических исследований оказалось совершенствование методов математической статистики, формальной логики, теории игр и операций, теории информации, теории управляемого экспе ­ римента, а также совершенствование технической базы бионических исследований и в первую очередь развитие микроэлектродной техники, разработка миниатюр ­ ных датчиков-преобразователей, технические достижения беспроводной биотелемет ­ рии и, конечно, появление на вооружении биоников электронных вычислительных машин различного назначения. Исследования, выполненные в последние годы ведущими коллективами в ряде передовых стран, подтвердили особую эффективность бионического подхода при решении прикладных инженерных задач в самых актуальных направлениях техники. Для бионического подхода характерно исследование именно тех особенностей строения и функционирования живого организма, которые необходимы и достаточ ­ ны для решения конкретных задач синтеза систем определенного назначения. Таким образом, современная бионика категорически отвергла принцип слепого копирования, некритического воспроизведения живой природы в технических аналогах и приняла метод функционального моделирования, базирующийся на тре ­ бованиях изоморфизма технических систем их биологическим прототипам. Например, те, кто пытаются решить зедачу создания промышленных роботов не бионическим путем, не способны подняться выше задачи автоматизации станоч ­ ных линий по жестким ограниченным программам. И наоборот, синтез интеграль ­ ных роботов, способных собирать и анализировать информацию о внешней среде, а также принимать решения и управлять своим поведением в достаточно сложной реальной обстановке, вполне возможен и продуктивен на базе функционального моделирования сенсорных и'эффекторных систем живого организма. Блестящим примером тому является создание робота, предназначенного для сбора и передачи на землю визуальной информации о марсианском ландшафте; работа выполнена под руководством Л. Сутро и У. Калмера на базе модели нерв ­ ной системы человека, разработанной У. Маккалоком!. Развитие бионической методологии пошло в последние годы по пути перехода от изучения элементов биологических систем к более сложным исследованиям их комбинаций, связей и взаимодействия. Действительно, в последние годы перед бионикой возникли принципиально но ­ вые задачи по изучению свойств биологических объектов с целью их адекватного сопряжения с техническими устройствами в единые биотехнические системы. Эта проблема была сформулирована нами как синтез биотехнических систем (БТС) и требовала разработки своей теоретической базы и специфической мето- дологии2. Небезынтересно отметить, что о необходимости возникновения биотехнических систем писал еще в 1964 г. Норберт Винер: ... "В наше врамя мы остро нуждаемся в объективном изучении систем, включающих и биоло ­ гические и механические элементы. К оценке возможностей этих систем нельзя подходить прад- взято, т.е. с позиции механистического или анти механистического толка. Я думаю, что такие исследования уже начались и что они позволят лучше понять проблемы автоматизации" 3

1 Sutro L., Ki Imer W.L. Assembly Computers to Command and Control a Robot ” . Spring joint Computer Conf., May, 1969, Bocton Mass. 2 Ахутин B.M. Адаптивные системы "человек — машина". Материалы 1У Всесоюзной конфе ­ ренции ло инженерной психологии и эргономике. Москва — Ярославль, 1974. Ахутин В.М., Телеков И.В., Шендрик В.Ф., Шиф М.И. О методике согласовании характерис ­ тик человека и машины при системном проектировании. Проблемы инженерной психологии. Вып. 1. М„ 1971. з Норберт Винер. Творец и робот, Москва "Прогресс", 1986.