Управление в различных системах
ART 86498
Авторы:
В.
Н. Щукина, С.
Н. Девянин
В.
Н. Щукина, С.
Н. Девянин Библиографическое описание статьи для цитирования:
Щукина
В.
Н.,
Девянин
С.
Н. Управление в различных системах // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2016. – Т. 11. – С.
2346–2350. – URL:
http://e-koncept.ru/2016/86498.htm.
Аннотация. Статья посвящена понятию «управление» и раскрывает его основные виды, принципы, характеристики и тенденции. Затронута тема перспектив внедрения электронных устройств в жизнь человека и взаимной интеграции живых систем с электронными.
Текст статьи
Щукина Варвара Николаевна,аспирант, инженер кафедры "Тракторы и автомобили", ФБГОУ ВО "РГАУМСХА им. К.А.Тимирязева", г. Москваfirstnotbarbara@gmail.com
Девянин Сергей Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Тракторы и автомобили", ФБГОУ ВО "РГАУМСХА им. К.А.Тимирязева", г. Москваdevta@rambler.ru
Управление в различных системах
Аннотация. Статья посвящена понятию«управление» и раскрываетего основные виды, принципы, характеристики и тенденции. Затронутатема перспектив внедрения электронных устройств в жизнь человека и взаимнойинтеграции живых систем с электронными.Ключевые слова:управление в живых средах, управление в сельском хозяйстве,биороботы.
В окружающем нас мире всё (как живое, так и устройства, созданные человеком)подчиняется законам управления. Теория управления —наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектамина основе законов управления. Первое самоуправляемое устройство было построено Ктезибиемиз Александрии (примерно в 250 году до н.э.). Его водяные часыиспользовали сифонкак регулятор потока воды. До этого изобретения считалось, что только живые существа способны модифицировать свое поведение в ответ на изменения в окружающей среде.Следующим шагом в развитии саморегулирующихся систем управления с обратной связью стали регулятор паровой машины Джеймса Уатта(1736—1819)и термостат КорнелисаДреббеля(1572—1633).Математическая теория устойчивых системс обратной связью была разработана в XIX веке.В связи с развитием паровых машин, потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций.Родоначальником непосредственно «математической теорииуправления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова—автора классической теории устойчивости движения (1892).Суть теории управления состоит в том что,на основе системного анализа составляется математическая модель объекта управления (ОУ), после чего синтезируется алгоритм управления для полученияжелаемых характеристик протекания процесса или целей управления.Целью любого управления является создание действия, под которым подразумевается движение. Движение это вектор, имеющий направление в две стороны развития и разрушения.Математически закон развития можно выразить логистой, являющейся интегральной функцией этапов развития накапливания спиральногодвижения точки А (см. рисунок 1).Формулу,определяющую развитие, можно записать в следующем виде:
где, λ показатель роста; t
время; λ, χ, γ константы.Структуру систем управления определяют, прежде всего, по связи между элементами. Элементы образуют рядсистемуправления,которые бывают различных типов. Например, открытые или закрытые системы управления; системы управления с обратной связьюи без нее, системы управленияс каналом управления ибез канала управления[1]. Итак, рассмотримподробнееразличные системы управления.
Рисунок 1. а. Логическая кривая роста (развития); б. Логиста. 1, 5 интегральная функция движения; 2, 4 сатурация (предел роста); 3, 6 "волна" интенсивности движения; 7, 8 движение точки А.
Управление в биологических системах. Живая клетка представляет собой сложную открытую систему управления с управляющим органом клеточным ядром с ДНК. ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота, являющаяся носителем генетической информации. Ген единица наследственного материала (признака).Функции ДНК: росторганизма (программа тактическая),эволюция ДНК (программа стратегическая),размножение (деление) ДНК, участие в функционировании,хранениевсей информации об организме (база данных).Таким образом,ДНК это программа, своеобразная машина сбазойданных.Нервная система –иерархически организованная из нервных клеток нервная ткань, пронизывающая весь организм и функционально связывающая его в единое целое. Нервную ткань составляют два вида клеток: нейроны и глия. Глиальные клетки обеспечивают многообразные метаболические (обменные) процессы в нервной ткани и выполняют опорные и защитные функции. Нейрон основной, базовый структурный и функциональный элемент нервной системы, способен возбуждаться –генерировать и передавать потенциалы действия.В функции звеньев нервной системы входит: 1. Приеминформации и преобразование её в сигналы (рецепторы) 2. Передача сигналов (чувствительные нервы и нейроны) 3. Обработка и распределение сигналов (промежуточные нейроны) 4. Передача импульсов управления (двигательные нейроны и нервы) 5. Исполнение управления (эффекторы). В свою очередь обработкой информации, вычислением, принятием решений, контролем занимается центральная нервная система (головной мозг).Животное представляет собой разумный "автомат", управляемый центральной нервной системой.Если провести аналогию с автомобилем, то центральная нервная система это электронный блок управления;датчики и провода нейроны и глиальные клетки. Отличие в том, что животное обладает разумом чувственного уровня, а разум,в свою очередь, работает на цель существование. "Разум" современных электронных систем работает по четко заложенной программе, цель работы которой определяет человек.
На данный момент имеется ряд разработок, связанных возможностью приблизиться к уровню работы центральной нервной системы животных, и воспроизвести ее на электронном уровне. Например,ученые из Токийского технологического института разработали самообучающегося робота, в котором использована технология SOINN(SelfOrganizingIncrementalNeuralNetwork). По словам команды разработчиков,онапозволяет роботу учиться[2].Это стало возможным благодаря использованию нейронных сетей для работы системы управления.Управление в социальных системах. Человек обладает разумом, который управляетдействиями человека. Нокроме того,мы
социальные существа, и наше взаимодействиетоже подчиняется законам управления.Люди, казалось бы, обладающие разумом,не всегда могут договориться между собой. И разумное начало, заложенное в наш разум,не работает. Почему? Сила,которая противопоставляется в данном случае разуму это борьба. Борьба это система управления. Поскольку нет четкого определения, что такое борьба,под нейможнопонимать процесс противодействия двух и более систем (или сил), которыепреследуют взаимоисключающие цели. Две воюющие друг с другом армии. Два самца дерутся за самку.Например,рассмотрим систему взаимодействия лисы и зайца. Лисаборется за пищу, а заяц
за выживание. Чтобы выжить,им надо совершенствоваться. Поскольку такая борьба заложена в саму природу,ееможноопределять как природную борьбу (ПБ). ПБ в свою очередь является механизмом эволюции. Нет борьбы –нет естественного отбора и нет развития. ЧарльзДарвин открыл и описал естественный отбор,как механизм эволюции видов.Природная борьба существует не только в природе, но и в обществе (социальный дарвинизм) ипроизводстве (свободный бизнес). Следующий пример –война. Этопроявление природной борьбы в человеческом обществе. За последние примерно 6 тыс. летмирных на Земле было всего 300 около 5%. История человечества –это кровавая борьба человека с человеком. Заметим, что в процессе развития общества войны не только не утихают, а наоборот, приобретают больший масштаб. [3].Впрочем, здесь, как и везде, есть место исключениям. Появление ядерного оружия, способного уничтожить все человечество, предотвратило открытую войну между сильнейшими мировыми державами.Аналогично и в бизнесе, ПБ работаетв качестве механизма развития. На рынкеприсутствуетжестокая конкуренция, которая заставляет бороться за клиентов, а научнотехнический прогресс позволяет двигать вперед технологии производства и сами товары. Не было бы конкуренции, не было быиборьбы.Борьба эксплуатирует разум, заставляет его «крутиться».Итак, можно заметить, что разум выполняет исходную, творческую функцию –находит варианты развития. А сама ПБ производит лишь отбор из полученных разумом вариантов. Причем она выполняет этот отбор вслепую –по методу «проб и ошибок»: выбирается не самыйоптимальный вариант, а простоработающий, наиболее рациональныйпосле перебора определенного количестваошибочных вариантов.Человеческий разум выполняетфункцию отбора.Причем, разум может работать не только по методу «проб и ошибок», нои использовать методы моделирования, получая оптимальный, т.е. самый лучший, а не просто рациональный вариант.Сельское хозяйствокак система управления. Система управления сельским хозяйством состоит из множества подсистем управления живым организмом, техникой, социальным взаимодействием. И вместе они образуют сложную систему, функционирование которой регулирует человек. Техника (механика и автоматика) входит во все уровни управления сельскохозяйственного производства. Механика и автоматика «нависла»над биологическими организмами,и они еще не сталиединой системой, оставаясь на уровне сосуществования. Рисунок 4 описывает функционирование сельхозпредприятия.
Рисунок 4. Функционирование сельскохозяйственного предприятия.
Интеграция органики и техники.Следующим этапом развития систем управленияявляется слияниесистем органики и электроники, при котором техника является не просто внешниминструментомвоздействия, а естественнымпродолжениемобъекта.Например, разработана активная матрица на органических светодиодах (AMOLED) технология создания дисплеев для мобильных устройств, компьютерных мониторов и телевизоров. Технология подразумевает использование органических светодиодов в качестве светоизлучающих элементов и активной матрицы из тонкопленочных транзисторов (TFT) для управления светодиодами[4].В ближайшем будущем планируется сокращение дистанции между электронными системами и человеческим организмом. Например,активно разрабатываются биотехнические временные татуировки с функциями фитнестрекеров. Для работы устройства на кожу будут наноситься микроконтроллер и сенсорыс электропроводящей краской, которая позволитв том числеотслеживатьдетей, показывать состояние здоровья иосуществлять электронные платежи. В 2013 году Motorolaподалазаявкунапатент,которыйописываетминиатюрныйбеспроводноймикрофон,нанесенныйнашеюввидетатуировки.Устройстводолжночерезwifiилиbluetoothполучитьвозможностьпередаватьголосовыекомандыбезнеобходимостидержатьсамаппаратрядомссобой.В2014годувКорейскоминститутепередовыхтехнологийбыларазработанаэлектросхемаизграфена
тонкого,эластичного,нокрайнепрочногоматериала.Находясьнателе,онаможетфиксироватьбиологическиепоказателиорганизма[5].Помимоэтого,в2014годудизайнстудияNewDealDesign,известнаясвоейработойнадфитнестрекеромFitBit,показаласветусвойконцептцифровойтатуировкиProjectUnderskin.Идеязаключаетсявследующем:двесоединенныемеждусобойпятиугольныемикросхемызакрепляютсянакистирукииработаютнаприроднойэнергиитела.Этомикросхемапозволитотображатьуровеньсахаравкровиидругиемедицинскиепараметры,передаватьинформациючерезрукопожатиемеждуносителямитатуировок,атакжеможетстатьидентификаторомличности[6].Другим перспективным направлением интеграции человека и техники является применение нейрокомпьютерныхинтерфейсов.Такназываютканалыдляобменаинформациеймеждумозгом(илидругимучасткомнервнойсистемы)иэлектроннымустройством.Припомощиданнойсистемывозможноуправлениетехникойбезфизическогоконтакта,т.е.силоймысли.Этонаправлениеособенноразвиваетсявобластимедицины.ТехнологияпозволяетоблегчитьсимптомыболезниПаркинсона,замедлитьпотерюпамятиупациентов,страдающихотсиндромаАльцгеймера,атакжепоявиласьвозможностьсоединятьимплантатывобщуюсистемусложноговзаимодействия[7,8].В 2002 годунервная система человекавпервые была подключенак компьютеру. Кевин Уорвик, профессор британского Университета Рединга, согласилсяна операцию в исследовательских целях. В руку профессора было установлено устройство с электродами, которые напрямую подсоединили к срединному нерву. Это был первый эксперимент на человеке. При помощи нейронного интерфейса профессор смог управлять рукой и инвалидным креслом [9]. Технология получила большое распространение, и сейчас нейрокомпьютерные интерфейсы применяются для вживления высокотехнологичных протезов, которые имеют возможность совершать движения в соответствии с сигналами в мышцах, с которыми они взаимодействуют [10].В прошлом году была проведена уникальная операция на глазу 80летнего Райана Фланна, почти утратившего зрение изза поражения сетчатки. Был установлен имплант ArgusII,которыйможетприниматьизображениесвидеокамеры,закрепленнойнаочках,инаправляетеговмозг.Конечно,данноеустройствовсеголишьпозволяеториентироватьсявпространстве,ноэтотольконачало[11].Подключениеэлектронныхустройствневсегдатребуетхирургическоговмешательства.Припомощинадетогошлемаиэлектроэнцифалографии(беспроводноймониторингэлектрическойактивностимозга)можноподключатьсякконечномуустройствугораздобыстрее,прощеименееболезненно.Этореализовановигровыхконтроллерах,которыепозволяютвоздействоватьнавиртуальныймирчерезсилумысли.АмериканскийизобретательифутурологРэймондКурцвейл,известныйсвоимиточнымипрогнозами,полагает,чточерездесятьлетчеловеческиетелазаполнятнанороботы,которыепозволятнамподключатьсякглобальнойинформационнойсети.Носмелыевысказыванияизобретателянередкоподвергаютсякритике[12].Иделонетольковсложностивнедрениянанотехнологийвчеловеческоетело,скореепроблемавтом,чтолюдинескородоверятсвоймозгмеханизмам,которыесложныдляпонимания.ПрофессорнейробиологииДэвидЛиннденизШколымедициныуниверситетаДжонсаХопкинсасчитаетвыводыКурцвейлапоспешными,посколькувопросывзаимодействиянанороботовсиммуннойидругимисистемамиорганизмаостаютсянерешенными.Управление пронизывает нашу жизнь. Это и деятельность субъекта по изменению объекта для достижениянекоторой цели;этои процесс планирования, организации, мотивации и контроля, необходимый для того, чтобы сформулировать и достичь цели организации; это и передача сигналов различными способами. Вся наша жизнь была бы невозможна без управления. Для проектирования управлениятехническими системами ученые сейчас изучают системы управления в животном мире,в структуре центральной нервной системы,в социальных системах. Все это необходимо для последующей взаимной интеграции живых систем с электронными. Уже сейчасв этом направлениисделано многое. Но насколько далеко мы зайдем в этом вопросе, покажет только будущее.
Ссылки на источники1.Сергованцев В.Т., Загинайлов В.И., Судник Ю.А. Управление в сельскохозяйственных технологических процессах: конспект лекциий. –М.:МГАУ, 2009. –160 с.2.http://www.geektimes.ru/post/125891/3.Линдон Ларуш. Английский экономист. Газета «Знание –Власть», №388, 2008.4.http://ru.m.wikipedia.org/wiki/Активная_матрица_на_оргпнических_светодиодах5.http://www.businesskorea.co.kr/english/news/sciencetech/6891graphenecompositetransparentelectronictattoosdeveloped6.http://www.fastcodesign.com/3036175/fromthedesignersoffitbitadigitaltattooimplantedunderyourskin#57.http://s.telegraph.co.uk/graphics/projects/thefutureisandroid/index.html8.http://www.extremetech.com/extreme/142797brainpacemakerhelpstreatalzheimersdisease9.http://www.extremetech.com/extreme/142797brainpacemakerhelpstreatalzheimersdisease10.http://disgustingmen.com/tehno/modernprostheticlimbsmoviestarssingers11.http://www.bbc.com/news/health3357141212.http://www.huffingtonpost.com/entry/raykurzweilnanobotsbraingodlike_560555a0e4b0af3706dbe1e2
Девянин Сергей Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Тракторы и автомобили", ФБГОУ ВО "РГАУМСХА им. К.А.Тимирязева", г. Москваdevta@rambler.ru
Управление в различных системах
Аннотация. Статья посвящена понятию«управление» и раскрываетего основные виды, принципы, характеристики и тенденции. Затронутатема перспектив внедрения электронных устройств в жизнь человека и взаимнойинтеграции живых систем с электронными.Ключевые слова:управление в живых средах, управление в сельском хозяйстве,биороботы.
В окружающем нас мире всё (как живое, так и устройства, созданные человеком)подчиняется законам управления. Теория управления —наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектамина основе законов управления. Первое самоуправляемое устройство было построено Ктезибиемиз Александрии (примерно в 250 году до н.э.). Его водяные часыиспользовали сифонкак регулятор потока воды. До этого изобретения считалось, что только живые существа способны модифицировать свое поведение в ответ на изменения в окружающей среде.Следующим шагом в развитии саморегулирующихся систем управления с обратной связью стали регулятор паровой машины Джеймса Уатта(1736—1819)и термостат КорнелисаДреббеля(1572—1633).Математическая теория устойчивых системс обратной связью была разработана в XIX веке.В связи с развитием паровых машин, потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций.Родоначальником непосредственно «математической теорииуправления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова—автора классической теории устойчивости движения (1892).Суть теории управления состоит в том что,на основе системного анализа составляется математическая модель объекта управления (ОУ), после чего синтезируется алгоритм управления для полученияжелаемых характеристик протекания процесса или целей управления.Целью любого управления является создание действия, под которым подразумевается движение. Движение это вектор, имеющий направление в две стороны развития и разрушения.Математически закон развития можно выразить логистой, являющейся интегральной функцией этапов развития накапливания спиральногодвижения точки А (см. рисунок 1).Формулу,определяющую развитие, можно записать в следующем виде:
где, λ показатель роста; t
время; λ, χ, γ константы.Структуру систем управления определяют, прежде всего, по связи между элементами. Элементы образуют рядсистемуправления,которые бывают различных типов. Например, открытые или закрытые системы управления; системы управления с обратной связьюи без нее, системы управленияс каналом управления ибез канала управления[1]. Итак, рассмотримподробнееразличные системы управления.
Рисунок 1. а. Логическая кривая роста (развития); б. Логиста. 1, 5 интегральная функция движения; 2, 4 сатурация (предел роста); 3, 6 "волна" интенсивности движения; 7, 8 движение точки А.
Управление в биологических системах. Живая клетка представляет собой сложную открытую систему управления с управляющим органом клеточным ядром с ДНК. ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота, являющаяся носителем генетической информации. Ген единица наследственного материала (признака).Функции ДНК: росторганизма (программа тактическая),эволюция ДНК (программа стратегическая),размножение (деление) ДНК, участие в функционировании,хранениевсей информации об организме (база данных).Таким образом,ДНК это программа, своеобразная машина сбазойданных.Нервная система –иерархически организованная из нервных клеток нервная ткань, пронизывающая весь организм и функционально связывающая его в единое целое. Нервную ткань составляют два вида клеток: нейроны и глия. Глиальные клетки обеспечивают многообразные метаболические (обменные) процессы в нервной ткани и выполняют опорные и защитные функции. Нейрон основной, базовый структурный и функциональный элемент нервной системы, способен возбуждаться –генерировать и передавать потенциалы действия.В функции звеньев нервной системы входит: 1. Приеминформации и преобразование её в сигналы (рецепторы) 2. Передача сигналов (чувствительные нервы и нейроны) 3. Обработка и распределение сигналов (промежуточные нейроны) 4. Передача импульсов управления (двигательные нейроны и нервы) 5. Исполнение управления (эффекторы). В свою очередь обработкой информации, вычислением, принятием решений, контролем занимается центральная нервная система (головной мозг).Животное представляет собой разумный "автомат", управляемый центральной нервной системой.Если провести аналогию с автомобилем, то центральная нервная система это электронный блок управления;датчики и провода нейроны и глиальные клетки. Отличие в том, что животное обладает разумом чувственного уровня, а разум,в свою очередь, работает на цель существование. "Разум" современных электронных систем работает по четко заложенной программе, цель работы которой определяет человек.
На данный момент имеется ряд разработок, связанных возможностью приблизиться к уровню работы центральной нервной системы животных, и воспроизвести ее на электронном уровне. Например,ученые из Токийского технологического института разработали самообучающегося робота, в котором использована технология SOINN(SelfOrganizingIncrementalNeuralNetwork). По словам команды разработчиков,онапозволяет роботу учиться[2].Это стало возможным благодаря использованию нейронных сетей для работы системы управления.Управление в социальных системах. Человек обладает разумом, который управляетдействиями человека. Нокроме того,мы
социальные существа, и наше взаимодействиетоже подчиняется законам управления.Люди, казалось бы, обладающие разумом,не всегда могут договориться между собой. И разумное начало, заложенное в наш разум,не работает. Почему? Сила,которая противопоставляется в данном случае разуму это борьба. Борьба это система управления. Поскольку нет четкого определения, что такое борьба,под нейможнопонимать процесс противодействия двух и более систем (или сил), которыепреследуют взаимоисключающие цели. Две воюющие друг с другом армии. Два самца дерутся за самку.Например,рассмотрим систему взаимодействия лисы и зайца. Лисаборется за пищу, а заяц
за выживание. Чтобы выжить,им надо совершенствоваться. Поскольку такая борьба заложена в саму природу,ееможноопределять как природную борьбу (ПБ). ПБ в свою очередь является механизмом эволюции. Нет борьбы –нет естественного отбора и нет развития. ЧарльзДарвин открыл и описал естественный отбор,как механизм эволюции видов.Природная борьба существует не только в природе, но и в обществе (социальный дарвинизм) ипроизводстве (свободный бизнес). Следующий пример –война. Этопроявление природной борьбы в человеческом обществе. За последние примерно 6 тыс. летмирных на Земле было всего 300 около 5%. История человечества –это кровавая борьба человека с человеком. Заметим, что в процессе развития общества войны не только не утихают, а наоборот, приобретают больший масштаб. [3].Впрочем, здесь, как и везде, есть место исключениям. Появление ядерного оружия, способного уничтожить все человечество, предотвратило открытую войну между сильнейшими мировыми державами.Аналогично и в бизнесе, ПБ работаетв качестве механизма развития. На рынкеприсутствуетжестокая конкуренция, которая заставляет бороться за клиентов, а научнотехнический прогресс позволяет двигать вперед технологии производства и сами товары. Не было бы конкуренции, не было быиборьбы.Борьба эксплуатирует разум, заставляет его «крутиться».Итак, можно заметить, что разум выполняет исходную, творческую функцию –находит варианты развития. А сама ПБ производит лишь отбор из полученных разумом вариантов. Причем она выполняет этот отбор вслепую –по методу «проб и ошибок»: выбирается не самыйоптимальный вариант, а простоработающий, наиболее рациональныйпосле перебора определенного количестваошибочных вариантов.Человеческий разум выполняетфункцию отбора.Причем, разум может работать не только по методу «проб и ошибок», нои использовать методы моделирования, получая оптимальный, т.е. самый лучший, а не просто рациональный вариант.Сельское хозяйствокак система управления. Система управления сельским хозяйством состоит из множества подсистем управления живым организмом, техникой, социальным взаимодействием. И вместе они образуют сложную систему, функционирование которой регулирует человек. Техника (механика и автоматика) входит во все уровни управления сельскохозяйственного производства. Механика и автоматика «нависла»над биологическими организмами,и они еще не сталиединой системой, оставаясь на уровне сосуществования. Рисунок 4 описывает функционирование сельхозпредприятия.
Рисунок 4. Функционирование сельскохозяйственного предприятия.
Интеграция органики и техники.Следующим этапом развития систем управленияявляется слияниесистем органики и электроники, при котором техника является не просто внешниминструментомвоздействия, а естественнымпродолжениемобъекта.Например, разработана активная матрица на органических светодиодах (AMOLED) технология создания дисплеев для мобильных устройств, компьютерных мониторов и телевизоров. Технология подразумевает использование органических светодиодов в качестве светоизлучающих элементов и активной матрицы из тонкопленочных транзисторов (TFT) для управления светодиодами[4].В ближайшем будущем планируется сокращение дистанции между электронными системами и человеческим организмом. Например,активно разрабатываются биотехнические временные татуировки с функциями фитнестрекеров. Для работы устройства на кожу будут наноситься микроконтроллер и сенсорыс электропроводящей краской, которая позволитв том числеотслеживатьдетей, показывать состояние здоровья иосуществлять электронные платежи. В 2013 году Motorolaподалазаявкунапатент,которыйописываетминиатюрныйбеспроводноймикрофон,нанесенныйнашеюввидетатуировки.Устройстводолжночерезwifiилиbluetoothполучитьвозможностьпередаватьголосовыекомандыбезнеобходимостидержатьсамаппаратрядомссобой.В2014годувКорейскоминститутепередовыхтехнологийбыларазработанаэлектросхемаизграфена
тонкого,эластичного,нокрайнепрочногоматериала.Находясьнателе,онаможетфиксироватьбиологическиепоказателиорганизма[5].Помимоэтого,в2014годудизайнстудияNewDealDesign,известнаясвоейработойнадфитнестрекеромFitBit,показаласветусвойконцептцифровойтатуировкиProjectUnderskin.Идеязаключаетсявследующем:двесоединенныемеждусобойпятиугольныемикросхемызакрепляютсянакистирукииработаютнаприроднойэнергиитела.Этомикросхемапозволитотображатьуровеньсахаравкровиидругиемедицинскиепараметры,передаватьинформациючерезрукопожатиемеждуносителямитатуировок,атакжеможетстатьидентификаторомличности[6].Другим перспективным направлением интеграции человека и техники является применение нейрокомпьютерныхинтерфейсов.Такназываютканалыдляобменаинформациеймеждумозгом(илидругимучасткомнервнойсистемы)иэлектроннымустройством.Припомощиданнойсистемывозможноуправлениетехникойбезфизическогоконтакта,т.е.силоймысли.Этонаправлениеособенноразвиваетсявобластимедицины.ТехнологияпозволяетоблегчитьсимптомыболезниПаркинсона,замедлитьпотерюпамятиупациентов,страдающихотсиндромаАльцгеймера,атакжепоявиласьвозможностьсоединятьимплантатывобщуюсистемусложноговзаимодействия[7,8].В 2002 годунервная система человекавпервые была подключенак компьютеру. Кевин Уорвик, профессор британского Университета Рединга, согласилсяна операцию в исследовательских целях. В руку профессора было установлено устройство с электродами, которые напрямую подсоединили к срединному нерву. Это был первый эксперимент на человеке. При помощи нейронного интерфейса профессор смог управлять рукой и инвалидным креслом [9]. Технология получила большое распространение, и сейчас нейрокомпьютерные интерфейсы применяются для вживления высокотехнологичных протезов, которые имеют возможность совершать движения в соответствии с сигналами в мышцах, с которыми они взаимодействуют [10].В прошлом году была проведена уникальная операция на глазу 80летнего Райана Фланна, почти утратившего зрение изза поражения сетчатки. Был установлен имплант ArgusII,которыйможетприниматьизображениесвидеокамеры,закрепленнойнаочках,инаправляетеговмозг.Конечно,данноеустройствовсеголишьпозволяеториентироватьсявпространстве,ноэтотольконачало[11].Подключениеэлектронныхустройствневсегдатребуетхирургическоговмешательства.Припомощинадетогошлемаиэлектроэнцифалографии(беспроводноймониторингэлектрическойактивностимозга)можноподключатьсякконечномуустройствугораздобыстрее,прощеименееболезненно.Этореализовановигровыхконтроллерах,которыепозволяютвоздействоватьнавиртуальныймирчерезсилумысли.АмериканскийизобретательифутурологРэймондКурцвейл,известныйсвоимиточнымипрогнозами,полагает,чточерездесятьлетчеловеческиетелазаполнятнанороботы,которыепозволятнамподключатьсякглобальнойинформационнойсети.Носмелыевысказыванияизобретателянередкоподвергаютсякритике[12].Иделонетольковсложностивнедрениянанотехнологийвчеловеческоетело,скореепроблемавтом,чтолюдинескородоверятсвоймозгмеханизмам,которыесложныдляпонимания.ПрофессорнейробиологииДэвидЛиннденизШколымедициныуниверситетаДжонсаХопкинсасчитаетвыводыКурцвейлапоспешными,посколькувопросывзаимодействиянанороботовсиммуннойидругимисистемамиорганизмаостаютсянерешенными.Управление пронизывает нашу жизнь. Это и деятельность субъекта по изменению объекта для достижениянекоторой цели;этои процесс планирования, организации, мотивации и контроля, необходимый для того, чтобы сформулировать и достичь цели организации; это и передача сигналов различными способами. Вся наша жизнь была бы невозможна без управления. Для проектирования управлениятехническими системами ученые сейчас изучают системы управления в животном мире,в структуре центральной нервной системы,в социальных системах. Все это необходимо для последующей взаимной интеграции живых систем с электронными. Уже сейчасв этом направлениисделано многое. Но насколько далеко мы зайдем в этом вопросе, покажет только будущее.
Ссылки на источники1.Сергованцев В.Т., Загинайлов В.И., Судник Ю.А. Управление в сельскохозяйственных технологических процессах: конспект лекциий. –М.:МГАУ, 2009. –160 с.2.http://www.geektimes.ru/post/125891/3.Линдон Ларуш. Английский экономист. Газета «Знание –Власть», №388, 2008.4.http://ru.m.wikipedia.org/wiki/Активная_матрица_на_оргпнических_светодиодах5.http://www.businesskorea.co.kr/english/news/sciencetech/6891graphenecompositetransparentelectronictattoosdeveloped6.http://www.fastcodesign.com/3036175/fromthedesignersoffitbitadigitaltattooimplantedunderyourskin#57.http://s.telegraph.co.uk/graphics/projects/thefutureisandroid/index.html8.http://www.extremetech.com/extreme/142797brainpacemakerhelpstreatalzheimersdisease9.http://www.extremetech.com/extreme/142797brainpacemakerhelpstreatalzheimersdisease10.http://disgustingmen.com/tehno/modernprostheticlimbsmoviestarssingers11.http://www.bbc.com/news/health3357141212.http://www.huffingtonpost.com/entry/raykurzweilnanobotsbraingodlike_560555a0e4b0af3706dbe1e2
