Микола Амосов - основоположник бiокiбернетичних технологiй | |
Матерiал пiдготовлен к.т.н.О.М.Касаткiним
и к.т.н.Л.М.Касаткiной, спiвробiтниками вiддiлу "Нейромережевi технологiї
обробки iнформацiї" Мiжнародного науково-навчального центра iнформацiйних
технологiй i систем НАН України (першими аспiрантами М.М.Амосова в областi
кiбернетики). |
"Бiблiя" вiддiлу бiокiбернетики |
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.
