Читать книгу: «От мехатронизации до мехатроницизма», страница 6

Если новая искусственная нейросеть получит распространение, вероятно, в будущем системы искусственного интеллекта смогут производить максимальное количество вычислений при минимальном потреблении энергии, может сделать машинное обучение более удобным для использования на небольших устройствах, таких как смартфоны.

Безопасность воздушных полетов является серьезной проблемой, особенно при взлете и посадке самолетов. Назрела необходимость использовать мехатронические элементы, т.е. создание умных посадочных полос, которые например, меняли бы силу сцепления колес самолета с поверхностью полосы, а сила сцепления оценивалась бы искусственной нейронной сетью, и таким образом уменьшилось бы число выездов за полосу. Создание беспилотных вертолетов для тушения пожаров, а скорее для недопущения пожаров при неудачной посадке самолетов. Вылет, рабочее тело для тушения, уровень высоты, с которой возможно тушение пожара на самолете определяла бы нейронная сеть.

Ярким примером условия мехатронизации «движение навстречу друг другу» может быть разработка инженерами Массачусетского технологического института робота, которым можно управлять с помощью силы мысли.

Машина, названная Baxter, умеет читать человеческие мозговые волны и движения мышц в режиме реального времени, чтобы определять, когда человек недоволен совершаемыми роботом действиями. Так, если человек думает, что была допущена ошибка, Baxter меняет тактику.

Пользователь может думать и совершать определенные жесты рукой, чтобы направить машину на выполнение другой задачи. Важно отметить, что система работает с людьми, которых она никогда не видела раньше, а это означает, что она может использоваться без необходимости обучать пользователей.

Инновация заключается в том, что данная технология предназначена для того, чтобы роботы действовали так, как хочет человек, без какой-либо предварительной подготовки. Конечная цель состоит в том, чтобы «отойти от мира, где люди должны адаптироваться к ограничениям машин», роботизированная система будет более естественным и интуитивным помощником.

Такая технология помогает сделать общение с роботом более похожим на общение с другим человеком. Разработчики надеются, что в один прекрасный день созданная ими система станет полезной для пожилых людей, а также людей с расстройствами речи или ограниченной мобильностью.

Решение насущной проблемы общества – сортировки мусора и его последующей утилизации по месту жительства может быть решена с помощью создания умных мусоросборников на основе искусственных нейросетей с обвязкой по номерам домов и квартир к данному мусоросборнику. В полной мере выполнению условия мехатронизации «движение навстречу друг другу» будет удовлетворять разработка документации по эксплуатации умного мусоросборника с контролем объемов закупки продуктов по мобильной связи и сдачи отходов по видам каждым жильцом и на основе набранной статистики искусственными нейросетями указывать уровень сдачи твердых отходов и дальнейший их вывоз.

Когда речь заходит о движении навстречу друг другу, то в мехатронизации это внедрение новых инновационных технологий с одной стороны, а с другой стороны − законодательные инициативы общества по эксплуатации инновационных технологий.

Французская фирма Wandercraft разработала экзоскелет, с помощью которого пациент с полным параличом нижней части тела сможет ходить без костылей и ходунков. Роботизированное устройство, получившее название Atalante, использует сложные компьютеры и двигатели, чтобы подражать ходьбе людей.

Atalante имеет две подвижные ноги и спинку, которые прикрепляются к пользователю через ремни, помогающие равномерно распределять давление. Микрокомпьютер определяет, как машина должна балансировать и ходить. Пациент может использовать жесты для управления устройством. На данный момент устройство двигается относительно медленно, но в дальнейших версиях ожидается значительное улучшение данного показателя. Важнейшим фактором является то, что устройство должно найти идеальный баланс, чтобы не навредить пациенту

Как уже отмечалось ранее, на сегодняшний день системы искусственного интеллекта достигают наилучших результатов, функционируя совместно с человеком.

Российские специалисты из Национальной технологической инициативы AutoNet разрабатывают проект программно-аппаратного комплекса с элементами искусственного интеллекта, который будет призван уменьшить дорожную нагрузку и повысить среднюю скорость движения машин в городах.

Сообщается, что работа системы будет осуществляться благодаря обмену данными о дорожной обстановке в режиме реального времени. Для этого большая часть автомобилей в городе должна будет иметь модули связи V2X, обеспечивающие обмен данными между транспортом и инфраструктурой.

Таким образом, автомобили будут направлять системе информацию о своем местоположении, работе светофоров и дорожной обстановке, в то время как программное обеспечение с искусственным интеллектом будет изменять трафик.

Стоит отметить, что вся информация, передаваемая транспортными средствами, будет обезличена в целях безопасности. Предполагается, что использование новой технологии будет бесплатной, но отклонение от предлагаемого маршрута будет предусматривать определенный «штраф»

Нейронные сети, являющиеся одним из перспективных направлений развития мехатронизации, были созданы в результате наблюдения за процессами, происходящими в нервной системе человека.

Наблюдения за процессом эволюции живых организмов привели к созданию нового направления в области искусственного интеллекта, к генетическим алгоритмам, занимающихся созданием упрощенных моделей эволюции живых организмов для решения задач оптимизации.

По Джону Холланду эволюционируют не сами живые существа, а хромосомы, из которых они состоят. В дальнейшем Холланд выдвинул несколько гипотез и теорий, помогающих лучше понять природу и принципы работы генетических алгоритмов. Следует отметить, что с помощью генетических алгоритмов успешно могут решаться задачи, для которых ранее использовались только нейронные сети. Сегодня становятся более популярными методы решения задач, основанные на совместном использовании нейронных сетей и генетических алгоритмов.

Рассмотренное развитие искусственного интеллекта, а вместе с ним мехатронизации формирует на наших глазах «искусственную вселенную», были звездные системы – нейронные сети и генетические алгоритмы, с применением многоагентных систем в искусственном интеллекте в «искусственной вселенной» как бы появляются галактики.

В многоагентных системах решение какой-либо задачи сводится к созданию некоторой одной интеллектуальной системы, называемой агентом.

Знания, способности и вычислительные ресурсы агента способны решить некоторую глобальную проблему.

Для решения сложной задачи необходимо создать некоторое множество агентов и организовать между ними эффективное взаимодействие, что позволит построить единую многоагентную систему. Каждому агенту присваивается некоторая роль, сложность которой определяется исходя из возможностей агента.

Для организации процесса распределения задачи в многоагентных системах создается либо система распределенного решения проблемы либо децентрализованный искусственный интеллект. Первый вариант требует некоторого единого «центра».

Децентрализованный искусственный интеллект использует распределение заданий в процессе взаимодействия агентов и носит больше спонтанный характер. Многоагентные системы – это активно развивающееся направление искусственного интеллекта, которое в настоящее время еще находится в стадии становления.

Глава 6

Мехатроницизм

6.1. Механицизм

Механицизм – метод познания, основанный на признании механической формы движения материи единственно объективной. В своем конкретном применении механицизм выступает как крайняя форма редукционизма. Для механицизма характерно отрицание качественной специфики более сложных материальных образований.

Механицизм – как метод сведения сложных явлений к механике, физическим причинам, и противопоставлялся, витали́зму – учению о наличии в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы, управляющей жизненными явлениями. Теория витализма постулирует, что процессы в биологических организмах зависят от этой силы, и не могут быть объяснены с точки зрения физики, химии или биохимии.

Выдвигая на первый план механические формы движения, механицизм переносит понятия механики в область физики, химии и биологии и в духе механики трактует такие философские категории, как причинность, взаимосвязь и др. На протяжении нескольких столетий (вплоть до начала XX в) причинность действительно подразумевала существование некого механизма.

Понятие причинности стали использовать и при рассмотрении дальнодействия, например, в случае тяготения. Согласно концепции Ньютон, причинность присуща самой природе физического мира. Следуя такой концепции, Ньютон ввел универсальную силу тяготения, как причину эллиптичности планетных орбит.

Совершенно иное толкование причины и следствия предложил Кант. Находясь под сильным влиянием науки той эпохи, Кант вступил в защиту системы небесной механики и даже существенно дополнил ее в работе “Всеобщая естественная история и теория неба” (1755 г.). Нельзя сказать, что механическое движение не связано с каким-либо отдельно взятым структурным уровнем организации материи.

Взять хотя бы используемый природой – Вселенной «метод центрифугирования» (от авт. предлагается введение в космологию) для создания различных форм мироздания (можно сказать с помощью этого метода создаются уровни организации материи). Этот метод наряду с гравитацией, с сенсибилизацией позволил создать солнечную систему, планеты солнечной системы.

В этой связи хотелось бы отметить Ломоносова М. В. со сформулированным им законом в 1748 году в следующем виде: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

Ломоносов М. В., своей формулировкой, предопределил закон связи причины и действия, а именно перераспределение – диффузии материи из области с высокой концентрацией в область с меньшей концентрацией. Можно предположить, что перераспределение – диффузия материи из области с высокой концентрацией в область с меньшей концентрацией приводит к тому, что возникает поле высочайшего напряжения между этими областями, препятствующее дальнейшему перераспределению – диффузии материи, что в свою очередь приводит к взрыву и движению в бесчисленном множестве форм, объектов и систем.

Может быть, именно это мы и наблюдаем сейчас в ближайшей к нам (несколько миллиардов световых лет) области Вселенной. Таким образом, прогресс науки выявил ограниченность механицизма. Факт того, что система может описываться законами классической механики, не говорит о том, что каждый ее элемент или немеханические объекты подчиняются действию этих законов.

Объяснить с точки зрения механики химические, электромагнитные, биологические и социальные явления невозможно. Достижения естествознания разрушили механистическую картину мира и требуют нового диалектико-материалистического объяснения природных и общественных процессов.

6.2. Мехатроницизм

Мехатроницизм – мировоззрение, уточняющее развитие природы и общества законами мехатронизации, а именно законами интеллектуализированного движения материи. Неудачи в плане понимания механизмов целесообразности мира есть результат непонимания конечной цели Вселенной, самой природы.

Оценка природы через моделирование отражает наиболее существенные стороны явления и не учитывает второстепенных сторон. Это впоследствии может привести процесс познания в тупик, потому что через неучтенные стороны реальное явление остается необъяснимым.

Состояние Вселенной можно охарактеризовать словами: устойчивая неустойчивость и неустойчивая устойчивость, децентрализованная централизация и централизованная децентрализация. Отказ от противоречивости приводит к самообману, так как сама природа изначально противоречива. Именно от этих состояний материи отталкивается мехатроницизм.

С ростом сложности структуры системы растет количество факторов, определяющих ее поведение. Особенно наглядно это видно в случае живых организмов. Если в плане понимания законов, управляемых «неживой материей» наука достигла определенных успехов, то понимание феномена жизни для нее, похоже, недостижимо без коренной перестройки самих ее основ.

В основе мехатроницизма лежит мехатронизация, составляющей которой является мехатроника, которая в свою очередь синергетически связана с прецизионной механикой, подчиняющейся законам механики. Любая, сколь угодно сложная и развитая форма движения материи заключает в своем составе механическое движение как одну из сторон. Поэтому мехатроницизм использует законы механики в познании Вселенной, и только.

Законы логики порождены опытом человеческих действий, опытом человеческого познания, накопленным опытом повседневной практики человечества. Они порождены миром, то есть всеми теми отношениями, в которые вступает человек. Гуманитарная культура склонна к холизму в силу того, что содержание ее духовных ценностей обычно не поддается окончательному анализу и пониманию или вообще еще не познано. Мозг при этом является специфической структурой, посредством которой разум осуществляет свою деятельность.

Мехатроницизм не оставляет в отличие от механицизма без внимания условия, при которых мозг действительно мыслит. Мехатроницзм учитывает потребности людей, их самостоятельной выработки целей и критерий отбора действий, учитывает все действительно движущие причины процесса мышления.

Веками люди наблюдали сложное движение планет по небу, сравнимое по сложности с многообразием характеров и судеб людей, с разнообразием качественных и количественных состояний. Предположительно целостность системы обеспечивается возможностью самоконтроля Вселенной через пространственную фазу муаровой картины, возникшей в результате дифракционно – интерференционных физических процессов распространения электромагнитных волн.

Мехатроницизм – мировоззренческая позиция, которая изначально двуедина. Исходя из того, что материя может принимать различные формы, мехатроницизм не отталкивает, ни одну из форм, в том числе и нечто идеальное. Точно также мехатроницизм приверженец концепции единства мира через материалистическое мировоззрение. Данная приверженность обладает большей обоснованностью.

Устанавливается иерархия форм материи – налицо переход от движения силы к движению разума. Разум требует все большей свободы и подчинения движения силы движению разума, не игнорирующего принцип творческого развития и конкретности истины.

Человеческое сознание активно влияет на процессы материальной жизни людей. Сознание обеспечивает функционирование и развитие общества как целого. Учитывая эту особенность социального движения, Ф. Энгельс определял человеческое мышление как специфическую форму движения материи. В своем развитии специфическая форма движения (жесткая централизация, идеология, религия) отчасти задержало человечество в своем развитии и оно отстало от развития материи.

Социальное движение не может осуществляться без развития индивидуального и общественного сознания, без сенсибилизации. Мехатроницизм не отрывает сознание от материи и его двуединство не означает дуализм

6.3. Мехатроницизм и искусственный интеллект

Искусственный интеллект определяющая составляющая мехатронизации и естественно мехатроницизма. Мехатроницизм через искусственный интеллект (ИИ) решает вопрос познания природы человеческого интеллекта.

Предполагается, что ИИ будет способен проявлять человеческое поведение . ИИ станет разумным тогда, когда человек не сможет понять, что разговаривает с ИИ, когда ИИ будет способен чувствовать и творить. Мехатроницизм двуедин и он выбирает комбинированный подход в создании искусственного интеллекта, который предполагает, что синергийная комбинация нейронных и символьных моделей достигает полного спектра когнитивных и вычислительных возможностей.

Гибридные информационные системы будут значительно более сильными, чем сумма различных концепций по отдельности. Мехароницизм предполагает, что умственный труд человека не подлежит автоматизации, поскольку автоматизация сама есть результат недостаточности умственного труда.

Автоматизация – устаревшая парадигма, она отводит искусственному интеллекту в решении функциональных задач вторые роли, а это приводит к неправильным решениям даже в выборе источника энергии, так, как всем известно, что интеллект (условно мозг) потребляет больше энергии, чем другие элементы (органы) автоматизации (человека).

Настал исторический период, когда человечество должно в своей жизнедеятельности во всем ставить искусственный интеллект на первые роли.

В последние десятилетия складывается ситуация, в которой человек уже не в состоянии воспринять и переработать весь объем информации.

Интеллектуальная деятельность потребовала решения новых задач, не возникавших ранее в теории автоматического управления. Прогресс в области цифролизации практически всех сфер деятельности человека, в том числе в мехатронике и робототехнике связан с тем, что часть интеллектуальной нагрузки берут на себя компьютеры. Одним из способов достигнуть максимального прогресса в этой области, является искусственный интеллект.

Появление искусственного интеллекта решает вопрос интеллектуализации движения – основы мехатронизации и нового мировоззрения – мехатроницизма, объясняющее развитие природы и общества законами мехатроники, искусственного интеллекта и соответствующих источников энергии.

Человечество, вооруженное искусственным интеллектом, устремляется предположительно к той же цели, что и Вселенная, а именно к созданию «Вечного Двигателя».