Микола Амосов - основоположник бiокiбернетичних технологiй

В коло iнтересiв видатного хiрурга Миколи Михайловича Амосова входили не тiльки медичнi проблеми, але i проблеми пiзнання людини в цiлому. Загальносистемний пiдхiд до дослiдження природи людини знайшов своє вiдображення в наукових напрямках, iнiцiйованих М.М. Амосовим в областi кiбернетики: моделювання фiзiологiчних функцiй органiзму людини (фiзiологiчна бiокiбернетика), моделювання розумових i психiчних функцiй людини (психологiчна бiокiбернетика), моделювання людини як соцiальної iстоти (соцiологiчна бiокiбернетика).

"Бiблiя" вiддiлу бiокiбернетики

У 1964 р. Микола Михайлович Амосов запропонував гiпотезу про механiзми переробки iнформацiї мозком людини. У рамках цiєї гiпотези був сформульований системний пiдхiд щодо структури i механiзмiв мозку, функцiонування яких породжують психiчнi функцiї людини. Принципово важливим було те, що об'єктом моделювання ставали не окремi структури, чи механiзми i функцiї (наприклад, пам'ять, сприйняття, навчання i т.п.), а мозок людини як соцiальної iстоти - мозок homo sapiens. Саме в цьому i був пафос опублiкованої в 1965р. монографiї "Моделирование мышления и психики", що на подальше стала "бiблiєю" для декiлькох поколiнь дослiдникiв, що працюють у Вiддiлi (i не тiльки для них).

Реакцiю радянських наукових кiл на появу цiєї монографiї в цiлому можна оцiнити як в'яло агресивну. З одного боку, фiзiологи i фiлософи "вiд фiзiологiї" до цього часу були помiтно стомленi широкою дискусiєю щодо непорушностi основних постулатiв вчення I.П.Павлова про вищу нервову дiяльнiсть, що проходила на сторiнках журналу "Вопросы философии" i була iнiцiйована вiдомим фiзiологом А.Н. Бернштейном. У цiй дискусiї традицiйнi фiзiологи потерпiли хоч i не нищiвну, але дуже чутливу поразку. Багато чого стало "можна", зокрема це стосується взаємовiдносин вищих функцiй мозку i нижчих. З iншого боку, психологи i фiлософи "вiд психологiї" були на той час вже грунтовно "зараженi" загальнокiбернетичними iдеями, з'явилися роботи, що прямо трактують психiчнi процеси як процеси переробки iнформацiї, були вже розхитанi, хоча ще i досить сильнi, iдеологiчнi канони, що стримували психологiв протягом багатьох лiт. (Цiкаво вiдзначити, що лiтература по психологiї в тi роки ще виставлялася в книгарнях пiд рубрикою "Теорiя марксизму-ленiнiзму".) У цих умовах поява монографiї М.М.Амосова не викликала офiцiйного вiдторгнення (що ще 5-10 рокiв тому було б зовсiм немислимо) i Вiддiлу була надана можливiсть спокiйно працювати. Зiграло, напевно, свою роль i та обставина, що М.М. Амосов був депутатом Верховної Ради СРСР, що по тим часам було вагомим аргументом на користь "iдеологiчної прийнятностi" його теорiй.

Iдеї, викладенi М.М.Амосовим у книзi "Моделирование мышления и психики" знайшли подальший розвиток у його наступних роботах ("Моделирование сложных систем", "Искусственный разум", "Алгоритмы разума", "Природа человека").

Специфiка школи М.М.Амосова

У теоретичному планi роботи школи Амосова характеризуються двома основними особливостями, що пов'язанi з розумiнням процесiв переробки iнформацiї мозком як постiйної взаємодiї множини iнформацiйних моделей, якi вiдображають елементи внутрiшнього i зовнiшнього свiту суб'єкта.

Перша з них полягає в тому, що основним функцiональним елементом нейромережi, її "головним дiючим персонажем", вважається не окремий нейрон, а особливим образом органiзована їхня сукупнiсть - нейронний ансамбль. Нейронна мережа при цьому предстає вже як структура, складена з множини взаємодiючих ансамблiв, кожний з який вiдповiдає (i це особливо важливо) деякому iндивiдуальному образу чи поняттю з безлiчi образiв i понять, що приймають участь у формуваннi iнтегративних психiчних функцiй, якi реалiзуються мозком, тобто в процесi мислення. Таким чином, нейронна мережа стає мережею з семантикою (особливим видом семантичної мережi). Джерела даного пiдходу вiдносяться до раннiх робiт вiдомого фiзiолога Д.Хебба, основна праця якого була опублiкована ще в 1949р. Важливою характеристикою такого роду мережi є те, що всi її елементи в будь-який момент часу активнi. Величина цiєї активностi змiнюється в часi, вiдбиваючи взаємовплив понять, представлених вузлами мережi.

Друга особливiсть робiт школи М.М.Амосова пов'язана з введенням представлення про специфiчну систему пiдсилення-гальмування (система усиления-торможения - СУТ), що є невiд'ємним атрибутом нейромережi i виконує в процесi функцiонування мережi роль, що можна порiвняти з роллю функцiй уваги в процесах мислення. Iдея СУТ є цiлком оригiнальна. Використання СУТ дозволяє ввести елемент спрямованостi в процеси обробки iнформацiї нейромережею i, що дуже важливо, використовувати при органiзацiї цих процесiв цiннiснi характеристики iнформацiї.

Наявнiсть керуючого впливу СУТ i активностi, що змiнюється, на усiх вузлах мережi дають можливiсть говорити про два взаємодiючi рiвнi переробки iнформацiї - пiдсвiдомий i свiдомий. На рiвнi пiдсвiдомостi вiдбувається постiйна взаємодiя i взаємовплив представлених у мережi iнформацiйних дискретiв (понять). У ходi цiєї взаємодiї рiвень активностi окремих вузлiв мережi зростає настiльки, що вони "усвiдомлюються" - стають об'єктом "уваги" (СУТ), що приводить до радикального перерозподiлу активностi всiх iнших вузлiв. СУТ дiє за своїми законами, що не дозволяють одному поняттю надовго залишатися у сферi "уваги". Це забезпечує "переключення уваги" на iншi поняття, iмiтуючи тим самим хiд "свiдомого" мислення.

Зазначенi особливостi вихiдної гiпотези дозволили за порiвняно короткий перiод одержати цiлий ряд нетривiальних результатiв в областi як теоретичного дослiдження ряду складних розумових функцiй, так i практичної перевiрки теоретичних висновкiв шляхом комп'ютерного моделювання. Тимчасовi границi цього перiоду вiдзначенi публiкацiєю двох монографiй, одна з яких ("Моделирование мышления и психики") фiксує вихiднi позицiї наукового напрямку, а iнша ("Автоматы и разумное поведение") пiдводить iтог циклу конкретних дослiджень.

Мережа iнформацiйних моделей (М-мережа)

Теоретичнi положення М.М.Амосова про механiзми переробки iнформацiї мозком i принципи породження складних психiчних функцiй були використанi при створеннi особливого класу нейроподiбної мережi, що одержала назву "М-мережа". М-мережа як iнструмент моделювання механiзмiв переробки iнформацiї була запропонована О. i Л. Касаткiними у 1966 р. Елементи М-мережi вiдповiдають цiлiсним нейронним ансамблям i описуються як нелiнiйнi перетворювачi аналогової iнформацiї. Кожному елементу ставиться у вiдповiднiсть визначене поняття; зв'язки мiж елементами вiдображають взаємозв'язок i взаємовплив зв'язаних з такими поняттями реальними чи вiртуальними об'єктами, явищами, подiями тощо. Таким чином, М-мережа розширює можливостi нейронних мереж за рахунок привнесення ряду властивостей семантичних мереж.

Основна особливiсть М-мережi полягає в тому, що на множинi її вузлiв i зв'язкiв визначенi операцiї передачi активностi - чисельної величини, що характеризує поточне значення актуальностi чи цiнностi iнформацiйних дискретiв, що представленi вузлами мережi . У кожен момент часу стан М-мережi може бути описаний розподiлом активностi її вузлiв. Спецiальна процедура здiйснює трансформацiю i передачу активностi вiд одних вузлiв до iнших по iснуючим мiж вузлами спрямованим зв'язкам. Кожен зв'язок має вагу i може бути посилюючим чи гальмуючим. За частиною вузлiв М-мережi фiксується статус вхiдних (рецепторних) i вихiдних (эффекторних). Центральна частина М-мережi, у якiй вiдбувається власне обробка iнформацiї, що надходить по рецепторних входах, вiдображає знання i мiркування людини-фахiвця в рамках деякої предметної областi. Iстотну роль у роботi М-мережi грає система СУТ. У кожен момент часу СУТ видiляє найбiльш активний вузел, тобто найбiльш актуальну iнформацiю, пiдсилюючи її вплив на наступнi процеси в мережi. Вибiр СУТ одного з вихiдних вузлiв iнтерпретується як прийняття рiшення, що вiдповiдає семантицi цього вузла.

Розробленi в цей перiод комп'ютернi моделi iнтелектуальної поведiнки РЕМ (1965-67р.) i МОД (1968-71р.) дозволили продемонструвати принципову можливiсть створення нейромереж, що iмiтують механiзми, якi породжують складнi психiчнi функцiї. Зокрема, були промодельованi механiзми породження i впливу емоцiй на формування поведiнкових актiв. РЕМ i МОД створювалися як прообрази iнтегральних роботiв, здатних самостiйно оцiнювати власний стан (стан свого "тiла") i стан навколишнього середовища, планувати свою поведiнку i приймати необхiднi рiшення для реалiзацiї чи корекцiї плану. Моделi РЕМ i МОД були першими серйозними спробами вiдобразити засобами нейромережi психологiчнi аспекти поведiнки вищих тварин i людини.

Структура М-мережi РЕМа складалася з взаємозалежних пiдструктур, що реалiзують функцiї сприйняття, понятiйних узагальнень, емоцiйних оцiнок i прийняття рiшень. Це була перша спроба модельної реалiзацiї гiпотези М.М.Амосова. Не було ясно, чи удасться взагалi потрiбним образом органiзувати М-мережу, наскiльки складною буде задача її "настроювання" для одержання скiльки-небудь розумної поведiнки, чи дасть потрiбний ефект робота СУТ. Вiдповiдi на цi питання можна було одержати тiльки шляхом створення функцiонально неспецiалiзованої моделi. Саме тому i був обраний "роботний" сюжет - пересування в умовному клiтинному середовищi, що мiстить "небезпечнi" i "кориснi" для РЕМа об'єкти, тобто "побутову" поведiнку. Вiдповiднiсть моделi щодо гiпотези М.М.Амосова оцiнювалась по двох критерiях: доцiльнiсть зовнiшнiх проявiв поведiнки (власне, пересування) i доцiльнiсть "внутрiшнiх" реакцiй, тобто спонукальних мотивiв вибору тiєї чи iншої дiї. Змiною структури М-мережi (чи тiльки ваг окремих зв'язкiв) створювалися рiзнi типи "особистостi" РЕМа - агресивний, спокiйний, боягузливий. У ходi експерименту структура М-мережi не змiнювалася. Експериментiв було проведено досить багато, що в той час (1966-67 р.) було непросто - М-220 була єдиною "великою" обчислювальною машиною в Iнститутi кiбернетики i "одержати" машинний час було досить складно. Але пiсля РЕМа стало вже ясно, що на основi гiпотези М.М.Амосова дiйсно можна створювати нейромережевi структури, що породжують розумну поведiнку, i, що бiльш цiкаво, розумну мотивацiю цiєї поведiнки.

Наступна модель (МОД) була вже реалiзована на бiльш потужнiй i швидкодiючiй ЦОМ БЭСМ-6, але оскiльки i сама модель була бiльш складною, навiть порiвняно простi експерименти з нею як i ранiше тривали вiд 1.5 до 2 годин машинного часу. Основна вiдмiннiсть вiд РЕМа складалося в здатностi МОД планувати своє пересування i навчатися в процесi взаємодiї iз середовищем.

Робототехнiчний перiод

Початкова спрямованiсть робiт школи Амосова на комплексне моделювання психiчних функцiй значною мiрою визначила "робототехнiчну" тенденцiю подальших дослiджень, що проводились у Вiддiлi.

Слiд зазначити, що в 80-х роках робототехнiчна тематика стала в СРСР дуже популярною; мали мiсце навiть безпосереднi вказiвки партiї й уряди на особливу актуальнiсть робiт у даному напрямку. Була, таким чином, створена певна нiша, у якiй багато дослiдникiв проблем штучного iнтелекту могли знайти своє мiсце. Згодом, однак, з'ясувалося, що промисловiсть країни не може забезпечити ефективне використання пропонованих наукою високоiнтелектуальних пристроїв, так що робототехнiчний бум поступово стих. Проте, протягом декiлькох рокiв роботи в цьому напрямку приносили дуже цiкавi науковi результати.

Ознаки кризи нейрокiбернетики, що насувалася в той час, стимулювали роботи, спрямованi на одержання результатiв, що могли б мати практичне, прикладне значення. Для Вiддiлу М.М.Амосова такi дослiдження природним чином виявилися зв'язаними зi створенням макетiв автономних рухомих роботiв i розробкою нейромережевих систем керування. Треба сказати, що на початковому етапi цiєї "макетної епопеї" Микола Михайлович був категорично проти такого вiдволiкання на "залiзки". Але його вдалося переконати, у пiдсумку було розроблено i дослiджене цiле сiмейство таких роботiв. Iнiцiатором i керiвником робiт цього напрямку був спiвробiтник Амосiвського Вiддiлу Э.М. Куссуль (пiсля вiдходу М.М.Амосова з посади зав.вiддiлом саме вiн очолив вiддiл бiокiбернетики). У 1972-1975р. був створений перший у СРСР автономний транспортний робот "ТАЇР". Його розробка завершилася успiшною демонстрацiєю отриманих результатiв на IV мiжнароднiй конференцiї по штучному iнтелекту в м. Тбiлiсi, 1975р. (був знятий i показаний на конференцiї короткометражний фiльм про ТАЇР). Робот демонстрував цiлеспрямований рух у природному середовищi, обхiд перешкод тощо. ТАЇР являв собою триколiсний самохiдний вiзок з системою датчикiв (далекомiр i тактильнi датчики). Керувався вiн апаратно реалiзованою нейронною мережею (вузли мережi - спецiальнi електроннi схеми, зiбранi на транзисторах; зв'язку мiж вузлами - резистори).

Iспити ТАЇРа проводилися в парку бiля Амосiвської клiнiки серцевої хiрургiї. (Вiддiл бiокiбернетики в той час знаходився на її територiї i М.М. Амосов керував тодi одночасно i клiнiкою i Вiддiлом). Робот повинен був пiд час руху обходити такi перешкоди як люди, дерева, ослони i т.п. Цiль руху робота задавався координатами точки на мiсцевостi. Експериментальне дослiдження ТАЇРа продемонструвало принципову можливiсть створення цiлком автономного робота, керованого апаратно реалiзованою нейронною мережею. У той же час воно показало всю складнiсть органiзацiї взаємодiї робота з природним середовищем i необхiднiсть використання нейронних мереж, що навчаються самi завдяки зворонiм зв'язкам вiд середовища. Дослiдження можливостi створення роботiв з нейромережевими системами керування, що навчаються самi, було проведено на створеному в 1979 р. макетi МАЛЮК.

Надалi було створено ще декiлька роботiв, на яких перевiрялися рiзнi схеми керування рухом i взаємодiї з зовнiшнiм середовищем. У 1980-1981р. був створений макет транспортного робота STAR, на якому вiдпрацьовувалися алгоритми керування "великого" транспортного робота, створюваного на базi серiйного автонавантажувача.

Дослiдження й удосконалювання алгоритмiв керування роботом при русi в природному середовищi було продовжено в 1984-1986р. на макетi МАВР. Ця робота проводилася за замовленням Мiнiстерства оборони СРСР i була спрямована на створення автономного робота, здатного цiлеспрямовано пересуватися в умовах складної пересiченої мiсцевостi. Оригiнальнi конструктивнi рiшення забезпечили МАВРу високу прохiднiсть i надiйний захист схем керування, що були розмiщенi усерединi бочкообразних колiс. Iнформацiя про зовнiшнє середовище надходила вiд далекомiрiв, оптичних i тактильних датчикiв на програмно реалiзовану (бортовий комп'ютер) нейронну мережу. В результатi обробки вхiдної iнформацiї приймалося рiшення про напрямок перемiщення чи iншi операцiї, включенi у блок прийняття рiшень. Прийнятi рiшення активували вiдповiднi виконавчi механiзми.

Дослiдження МАВРа завершили "робототехнiчний" перiод школи М.М.Амосова. Отриманi результати описанi в колективнiй монографiї "Нейрокомпьютеры и интеллектуальные роботы". Слiд зазначити, що ця монографiя узагальнює основнi результати робiт вiддiлу за 80-i роки i її змiст далекий виходить за рамки власне робото технiчної тематики. Зокрема, у нiй знайшли вiдображення результати iнтенсивних дослiджень, спрямованих на створення методiв i практичних прийомiв використання нейромереж при побудовi експертних систем, заснованих на формалiзацiї оцiнкових експертних знань, зазвичай дуже розпливчастих i важко формалiзуємих. Практичним результатом цих робiт з'явилося створення iнструментальної програмної системи VESTA, що пiдтримує роботу експерта по автоформалiзацiї власних знань у видi нейромережевої структури, здатної автоматично трансформуватися в систему пiдтримки прийняття рiшень.

Нейрокомп'ютери

У тi ж роки у Вiддiлi активно розвивався (зусиллями д.т.н. Е.М. Куссуля) оригiнальний напрямок, зв'язаний з використанням стохастичних методiв для моделювання нейроподiбних мереж з ансамблевою органiзацiєю. Е.М. Куссулем запропонована i дослiджена нова парадигма нейромереж, яка дозволяє створювати нейроподiбнi структури, що мають велику унiверсальнiсть. Цi структури вiдомi як асоцiативно-проективнi нейроподiбнi мережi

У серединi 80-х рокiв в областi моделювання мозку з'явився новий термiн - "нейрокомп'ютер". Вiн став, власне кажучи, прапором нової хвилi дослiджень i розробок в областi нейромережевих методiв обробки iнформацiї, практично цiлком витиснувши термiн "нейрокiбернетика". Надiї, зв'язанi з раннiми роботами по створенню систем штучного iнтелекту, природним образом були перенесенi на нейрокомп'ютери, якi, у широкому змiстi, сприймали як прообрази "штучного мозку" - розумної системи, що повинна будуватися i функцiонувати аналогiчно мозку людини. Приставка "нейро" пiдкреслювала вiдмiннiсть такої системи вiд традицiйного комп'ютера i функцiональну близькiсть до мозку.

Реальний стан справ досить швидко змусив звузити розумiння термiна "нейрокомп'ютер" до ототожнення зi штучними нейронними мережами. У бiльшостi сучасних робiт цей термiн (чи термiн "нейрокомп'ютинг") використовується для позначення всього спектра робiт у рамках пiдходу до побудови систем штучного iнтелекту, заснованого на моделюваннi елементiв, структур, взаємодiй i функцiй рiзних рiвнiв нервової системи. У сучасному розумiннi, нейрокомп'ютер - це спецiалiзоване програмно або апаратно реалiзований обчислювальний пристрiй, що iмiтує роботу нейронної мережi.

Перший у СРСР апаратний нейрокомп'ютер був розроблений у 1988-1989р. на основi iдеологiї ансамблевих стохастичних нейромереж. Роботи велися пiд керiвництвом д.т.н. Е.М. Куссуля, якому на той час Микола Михайлович уже передав Вiддiл. Перший макет нейрокомп'ютера (1989р.) був створений на вiтчизнянiй елементнiй базi i являв собою приставку до персонального комп'ютера. У наступних макетах використовувалася вже бiльш просунута елементна база. У 1992р. разом з японською фiрмою WACOM був розроблений i експериментально перевiрений на задачах розпiзнавання образiв останнiй варiант нейрокомп'ютера.

Наступнi роботи Вiддiлу були зв'язанi з розробкою нейромережевих iнформацiйних технологiй. Були створенi ефективнi нейромережевi класифiкатори, що використовувалися в задачах розпiзнавання текстур, iдентифiкацiї особи за голосом, розпiзнавання рукописних символiв, рукописних текстiв i т.п. Незважаючи на прикладний характер цих робiт, Вiддiл зберiг глобальний пiдхiд М.М.Амосова до проблематики штучного iнтелекту, умiння бачити задачу в цiлому i накопичувати досвiд для наступних "проривiв".

Учитель

Як не дивно, Микола Михайлович не любив це слово - "учитель" i нiколи не прагнув до формального визнання своєї школи. Вiн високо цiнував самостiйнiсть своїх колишнiх спiвробiтникiв i не вимагав жорсткого слiдкування канонам. Утiм, його власнi погляди теж перетерплювали змiни, i вiн охоче обговорював iз спiвробiтниками Вiддiлу новi iдеї в областi штучного iнтелекту i соцiологiї.

До останнiх днiв Микола Михайлович продовжував активно цiкавитися роботами i долею Вiддiлу.

Науковi семiнари з його участю проводилися, як правило, у неформальнiй обстановцi - вдома у Миколи Михайловича, або в кого-небудь зi спiвробiтникiв Вiддiлу. Обговорювалися поточнi проблеми, книги, що були у Миколи Михайловича "в роботi" чи недавно вийшли, будувалися плани на майбутнє.

Останнiй раз Микола Михайлович вiдвiдав Вiддiл навеснi 2001 року. До цього часу Iнститут кiбернетики роздiлився на ряд самостiйних iнститутiв, що склали Кiбернетичний центр, i Вiддiл увiйшов до складу Мiжнародного науково-навчального центра iнформацiйних технологiй i систем.

У свiй час (середина 70-х) акад. В.М.Глушков умовно роздiлив усiх кiбернетикiв на "сухих" i "мокрих" - по ступенi використання ними строгих математичних методiв. М.М.Амосов завжди був "мокрим" кiбернетиком. Романтична iдея створення "справжнього" штучного iнтелекту, що так багато значила в життi Миколи Михайловича Амосова, не тiльки не забута науковим спiвтовариством, але i почала активно вiдроджуватися. В обговореннях перспектив розвитку комп'ютерної технiки поруч зi словами "комп'ютер XXI столiття" усе частiше вимовляють слово "розумiння" (для активного спiвробiтництва з людиною комп'ютер повинен розумiти його мети i задачi, вмiти оперувати з образною iнформацiєю, тощо). А це означає, що "мокрi" кiбернетичнi теорiї i гiпотези про психiчну дiяльнiсть мозку знову стають потрiбними i на сучасному рiвнi розвитку комп'ютерної технiки вони можуть дати новий шанс як для розумiння роботи мозку, так i для створення його штучного аналога.

Моделювання в соцiологiї

Н.М.Амосов виявляв великий iнтерес до суспiльного устрою i взаємозв'язку людини i суспiльства. Шляхом моделювання вiн шукав вiдповiдь на питання, пов'язанi iз суспiльною структурою. Якi переваги i якi недолiки притаманнi капiталiзму i соцiалiзму, що таке "iдеальне суспiльство"? Вiдповiдi на питання такого роду Н.М. Амосов припускав знайти шляхом створення евристичних моделей.

Метод евристичного моделювання полягає в тiм, що створюється математична модель складної системи на пiдставi гiпотези про її структуру i функцiї. Така модель фактично є способом поєднання в єдинiй системi кiлькiсної i якiсної iнформацiї, вiдомої з лiтератури чи власного досвiду (при цьому якiсну iнформацiю також необхiдно представити у видi кiлькiсних оцiнок).

Евристична модель, у першу чергу, дозволяє, шляхом порiвняння поведiнки моделi i моделюємого об'єкта в рiзних умовах, перевiрити несуперечнiсть закладених у модель гiпотез i, при необхiдностi, їх скорегувати. Крiм того, дослiдження об'єкта разом з моделлю дозволяє цiлеспрямовано формувати експерименти (спостереження) над об'єктом i формувати новi гiпотези, що приводить до бiльш глибокого розумiння властивостей i функцiй системи, що моделюється.

Iснуючi моделi суспiльних систем майже всi спрямованi на вiдображення економiчних взаємин соцiальних груп i не враховують психiку людей та вплив iдеологiчних факторiв. Однак, суспiльство - це складна система, що самоорганiзується, i корiнь самоорганiзацiї лежить саме в психологiї людей. Н.М. Амосов вважав, що введення психологiчних аспектiв у модель суспiльства дозволить бiльш повно зрозумiти соцiальнi тенденцiї.

Як носiїв психологiчних якостей людини в моделi суспiльства Н.М Амосов запропонував використовувати узагальненi моделi особистостей, що вiдбивають основнi риси рiзних соцiальних груп.

Була розроблена функцiональна схема узагальненої моделi особистостi, що показує взаємодiю почуттiв, трудових зусиль, i "плати" за працю. Всi основнi психологiчнi якостi особистостi i вiдповiднi реакцiї суспiльства вираженi в моделi нелiнiйними функцiями з насиченням, де враховуються обмеженi фiзичнi можливостi людини й обмеженi ресурси суспiльства. Налагодження моделей полягало в ув'язуваннi балансiв розподiлу працi i "плати" iз замиканням через мотиви. Вплив iдеологiї задавався за допомогою спецiально розроблених шкал: праця - плата, праця - стомлюванiсть, рiвень домагань (кривi "плата - почуття").

Iлюстрацiї
Комп'ютерне i "роботне" втiлення iдей М.М.Амосова	М.М.Амосов пiд час доповiдi на семiнарi. 70-i роки ХХ столiття
Академiки О.Г.Iвахненко, М.М.Амосов, В.М.Глушков. 70-i роки ХХ столiття	Фрагмент М-мережi
Один з експериментiв з МОД	Пiдготовка ТАЇР до "прогулянки"
ТАЇР на "прогулянцi"	Робот МАВР
Один з макетiв нейрокомп'ютера. 1989 рiк	Нейрокомп'ютер, останнiй макет
Зустрiч у Вiддiлi. Iнститут кiбернетики iменi В.М.Глушкова НАН України, 1998 р.	Пiсля семiнару, червень 2001 року
Останнiй вiзит М.М.Амосова до Iнституту кiбернетики iменi В.М.Глушкова НАНУ, березень 2001 р.	Моделi "Соцiон", "МАН"

Додатковi матерiали та лiтература

Уривок iз книжки Миколи Амосова "Голоса часiв":

1955 р. Початок кiбернетики.

Пам'ятаю, як на нашiй сценi з'явився новий персонаж - з дуже великими наслiдками! - Катерина Олексiївна Шкабара.

Вiд її почалася моя кiбернетика: просвiтила, дала книжку Эшбi, потiм Вiнера, познайомила з академiком В.М.Глушковим. Дуже розумна жiнка. Але: лiдер. I навiть занадто. Через цього потiм i розiйшлися: намагалася командувати.

Але саме вона створила для мене Вiддiл бiокiбернетики в складi iнституту Кiбернетики. Вiддiл iснує дотепер, у ньому працюють мої учнi, а тепер уже просто друзi: подружжя Касаткiни, Куссуль, Талаєв.

Кiбернетику ми почали з дiагностичних машин. Катя розповiла про перфокарти, я розробив форму iсторiй хвороб, що б були ознаки хвороб, набивай їх на перфокарти, вставляй у машину - одержиш дiагноз. Зрозумiло, до того потрiбно зробити статистику: при яких ознаках хвороба. Це теж моя турбота. Отут приспiв Озар Минцер. Вiн обставив механiчну обробку перфокарт. Скажу вiдразу - з цього медичного напрямку кiбернетики нiчого корисного не вийшло: дiагнози машина ставила погано. Утiм - користь була: залишилася - i дотепер дiє - так звана "формалiзована" iсторiя хвороби. У нiй заготовленi всi ознаки - тiльки пiдкреслюй, проставляй цифри i зовсiм мало тексту: полегшення лiкарям.

Я напишу авансом про другий додаток кiбернетики - фiзiологiю. Почалася вона сугубо iз практики: вiд освоєння на собаках першого АШКа (Апарата Штучного Кровообiгу) у 1957 роцi. Потiм Володя Лищук i Ольга Лисова створили справжню експериментальну лабораторiю по дослiдженню серця з повним iнженерним оснащенням. Серце випробували як насос: "знiмали характеристики" - як мiняється продуктивнiсть при пiдвищеннi венозного пiдпору. Нашi хлопцi досягли повної повторюваностi кривих. Пiзнiше написали книжку. Її навiть у Нiмеччинi видали.

Потiм група працювала з камерою. Про це буде важка розмова.

На базi тiєї ж лабораторiї потiм освоювали з хiрургами операцiї по протезах клапанiв, а ще пiзнiше i пересадження серця.

Теоретичнi розробки по фiзiологiї закiнчилися багато пiзнiше в "Моделi внутрiшньої сфери органiзму". Заумна назва, а змiст простий: данi залежностi чотирьох регулюючих систем (РС): як вони спiльно регулюють функцiї. Я їх задумав ще Череповцi, перед вiйною. Команда Лещука створила пiд них струнку математику. Написали ще одну книгу. На жаль, фiзiологи залишилися глухi: вони не знають математики.

У загальному - була серйозна теоретична наука.

Колектив розпався в сiмдесятих роках. Я хотiв повернути їх на нову тему по "проблемi людини", а вони не захотiли i вiдокремилися. А потiм - розiйшлися. Лищук виїхав у Москву. Процвiтає.

Моделювання - це змiст моєї кiбернетики. Моделi клiтини, органiзму, розуму, суспiльства. От наукове визначення:

Моделi - це структури зi спрощенням i перекручуванням якi вiдображають оригiнал - його структуру i функцiї. Для моделей використовуються рiзнi "коди - засоби": малюнки, креслення, тексти, рiвняння, цифри. Навiть iграшки. Моделi створюються Розумами, вони зчитуються сигналами i зрозумiлi тiльки iншим розумам, що спроможнi читати сигнали i складати по ним власнi моделi. Тобто - тiльки "грамотним".

Важлива якiсть моделей: узагальненiсть. Це ступiнь спрощення (схематизацiї) оригiналу - об'єкта моделювання. Приклад рiзної узагальненостi - зображення обличчя: вiд кольорової фотографiї до малюнка трирiчної дитини.

Моделi потрiбнi нам для керування об'єктами. Простi впливи (пересунути) - простi моделi. Тонке керування - наприклад лiкування хвороби - потребує складних моделей. Їх ще немає в медицинi, тому користуються узагальненими моделями - схемами рiзної складностi.

"Малювати кубики" - моделювати простi речi - просто. Моделювати клiтину або суспiльство - надзвичайно важко. Можна намалювати простеньку схему людини, але користi вiд неї мало. Зробити "повну" модель - неможливо. Потрiбнi компромiси - моделi ще доступнi для виконання i вже кориснi для керування, хоча б в обмежених границях.

Влiтку 1982 року я зробив евристичну модель суспiльства i порiвняв на нiй соцiалiзм i капiталiзм, у їх "чистому" виглядi.

У наступному, вже в 90-х роках, я мав можливiсть пiдтвердити якiсну модель статистиками.

От цi порiвняння. Соцiалiзм перед капiталiзмом програє - що в бiдних країнах, що в середнiх. Багатих соцiалiстiв узагалi не буває. ККД економiки, тобто скiльки громадянин споживає з напрацьованого, падає до 30-40% замiсть 60-70% у "капiталiстiв". Ресурсiв - матерiалiв i енергiї - витрачається в 2-3 рази бiльше. Продуктивнiсть працi нижче в стiльки ж разiв. Якщо усе скласти, то виявляється, що особисте споживання при соцiалiзмi, навiть при однаковому рiвнi Валового Продукту на душу (ВВПд.) у три рази менше, нiж при капiталiзмi. Вiдповiдно нижче темпи росту. Зрозумiло, у тих i iнших реальних суспiльствах не усе так точно.

Ах, як просто вийшло! Але є багато країн iз капiталiзмом, що сторiччями не можуть вийти зi злиднiв. Приклади - Пiвденна Америка. Це значить - не так усе просто: є ще щось? Потрiбно думати.

На початку шiстдесятих у нашiй кiбернетицi почалися роботи з моделей Розуму. Iнтерес до проблеми старий - вiд студентства. Коли Шкабара познайомила з кiбернетикою, а потiм створили Вiддiл - почав думати. Обновив стару гiпотезу про механiзми мислення i задумав модель Розуму. Отут приспiли аспiранти - подружжя Касаткiни - Лора i Сашко, iнженери.

По моїй гiпотезi про мислення вони створили модель Розуму на обчислювальнiй машинi БЕСМ-6. Деяка "розумна" iстота, надiлена декiлькома почуттями, пересувалася до мети по лабiринту з перешкодами i їжею. Цим "Розумом" я iлюстрував книгу "Моделювання мислення i психiки", що опублiкували в 1965 роцi.

За чверть столiття хлопцi зробили з десяток моделей iнтелекту. Вражав саморушний вiзок з Розумом на нейроних мережах: вона дуже розумно пересувалася по iнститутському саду. Хлопцi написали двi солiднi монографiї, на додаток до моїх книжечок по Алгоритму розуму.

Вiддiл iснує, але на Шi вже не замахується. Як би вижити.

От сама суть гiпотези про мислення.

Гранично спрощуючи - розум (мозок) керує. Чим завгодно, зовнiшнiм свiтом, власним тiлом. Iнструмент керування - моделi з нейронiв.

Розум - це "Мозок" - умiстище моделей - свiту, самого себе, i програм поводження. Дiї з моделями в мозку - це змiна їхньої активностi, тобто порушення нейронiв.

Джерелом активностi є центри почуттiв, похiдних вiд потреб i бажань. Вони направляють рух активностi по моделях вiд "входiв" - дратування, до "виходiв" - дiям. Виходить так: Розум керує об'єктами, а почуття керують самим розумом.

Нейронi моделi мають одну найважливiшу властивiсть: вони здатнi до тренування, що пiдвищує їхню власну активнiсть, причому мiж ними уторовуються новi зв'язки. За цей рахунок розум (нейрона мережа!) увесь час змiнюється, у залежностi вiд середовища i власних дiй, перетворить себе. У цьому суть пристосування i творчостi.

Еволюцiя виробила Загальний Алгоритм Розуму (ЗАР), втiлюваний у послiдовнiй активацiї "порцiй керування", я назвав їх Функцiональнi Акти (ФА).

Типовий ФА складається iз самостiйних етапiв: сприйняття, розпiзнавання, прогнозування, оцiнка, цiлеполагання, планування, рiшення, дiї, запам'ятовування.

Усякому розуму належать три недолiки: 1.Обмеженiсть: моделi завжди простiше складних систем, тому розум не може проникнути в усi тонкостi структур i функцiй складних об'єктiв. Наприклад, органiзму i суспiльства. 2.Суб'єктивнiсть: мiнливi почуття - критерiї володiють над всiма операцiями розуму, тому " розумнi" дiї настiльки непостiйнi i дуже рiзнi в рiзних розумах. 3."Захопленiсть": виборче тренування моделей "живого" розуму в процесi дiй, позбавляє сталостi його рiшень.

У сумi, цi недолiки пояснюють, чому не збiгаються "iстини" отриманi рiзними людьми: кожен розум бачить свою iстину i тiльки простi явища їм здаються однаковими. Привести "iстини" до єдностi покликана математика. Але її можливостi обмеженi простими системами. Створюючи моделi, ми намагаємося розширити можливостi "об'єктивного i стабiльного" розуму.

У Розумi немає нiчого мiстичного: вiн вiдтворений засобами електронiки. - Штучний iнтелект. Не треба себе обманювати - до людського розуму йому дуже далеко. Але вiдстань зменшується з кожним роком.

Додатковi матерiали:

Лiтература: