Искусственные системы управления

Некоторые полные системы управления настолько совершенны, что они могут сознавать свое несовершенство. Наиболее совершенными из всех естественных полных систем управления являются люди. Поэтому люди с далеких времен пытаются искусственно улучшить элементы своих систем или, точнее говоря, дополнить или заменить естественные элементы своих систем искусственными.

Человек, прежде всего, страдал от недостаточной мощи своего исполнительного органа - мышечной силы, ибо на земле обитали другие живые существа, обладавшие большей физической силой, хотя и более слабым устройством переработки информации. Приручение диких Животных не могло решить эту проблему радикально: требовался искусственный исполнительный орган. И еще в древние времена человек добился первого большого успеха, успеха принципиального,- когда научился использовать энергетические ресурсы, скрытые в окружающей природе (речь идет об открытии огня). Открытие атомной энергии, хотя и привело к использованию неизмеримо больших энергетических возможностей, ничего с кибернетической точки зрения принципиально нового не дало.

Итак, люди создали серию искусственных исполнительных органов системы управления. Иногда они используются вместо естественного элемента, иногда дополняют его - это зависит от конкретных задач, которые система управления должна исполнять.

Использование дополнительных естественных датчиков информации не могло радикально помочь делу, и поэтому люди стали искать искусственные датчики. Но если в создании искусственного исполнительного органа люди одержали принципиальную победу очень давно, то решающий успех в создании искусственного устройства по передаче информации достигнут совсем недавно (речь идет об открытии радио). Первая радиограмма А. С. Попова была лишь первой ласточкой, началом новой эпохи, когда возможности управления расширились фантастически.

Сейчас искусственные элементы получения информации и исполнения решения во многих важных случаях дополняют естественные элементы, входящие в систему управления, которая называется "человек", а иногда и заменяют их. Но один естественный элемент такой системы управления пока является монополией человека- устройство по переработке информации (мозг).

Система управления должна быть гармоничной, если так можно выразиться. Мощный исполнительный орган должен исполнять разумное решение - ошибка может обойтись очень дорого, она будет "мощной" (а разумное решение должно быть, в свою очередь, обеспечено необходимой информацией). За многовековую историю в области получения информации и исполнения решения люди добивались скачкообразных успехов, а мозг человека развивался эволюционным и, несомненно, более скромным путем. Отставание в деле создания искусственного интеллекта, несомненно, опасно.

Таким образом, чтобы иметь сбалансированную мощную систему управления с искусственными элементами надо создать еще один искусственный элемент системы управления, а именно искусственный интеллект, который может как дополнять человеческий мозг, так и в ряде случаев заменять его.

Искусственные системы могут содержать искусственные элементы в нужных комбинациях, тогда как естественные - лишь в определенных комбинациях, соответствующих табл. 1. Искусственные элементы могут существовать независимо от систем управления и допускать подключение к ним, тогда как отдельное существование естественных элементов исключено^*; это же относится и к интеллекту (устройству по переработке информации, работающему по определенной программе). Искусственная полная система управления может иметь сложную программу переработки информации и не содержать подпрограммы самообучения.

^* (В настоящее время ведутся работы, в которых исследуется возможность использования живых органов в искусственных системах.- Прим. ред.)

Многоступенчатые системы управления

Отдельные системы управления могут образовывать новую систему управления, являющуюся их совокупностью. Рассмотрим один тип такой совокупности, который, по-видимому, весьма распространен.

Примем, что отдельные системы управления образуют совокупность систем управления, которая является одной из систем, образующих новую, еще более сложную совокупность. Причем решения, принятые совокупностью систем, обязательны для систем, входящих в ее состав (эти решения учитываются при переработке информации в отдельных системах).

Для иллюстрации приведем пример управления заводом. Каждый рабочий представляет собой, с кибернетической точки зрения, полную систему управления. Рабочие образуют совокупность - бригаду, бригады - цех, цеха - завод. Мы имеем многоступенчатую систему управления, в которой нижестоящая ступень при переработке информации использует информацию о решении вышестоящей.

Можно заметить, что это неточно, что при некоторых экономических системах управления решения нижестоящих систем влияют на решение вышестоящих или, как говорят, контролируют их. Да, влияют и контролируют в соответствии с программой по переработке информации данной совокупности элементов. Но когда решение совокупности принято, оно обязательно для нижестоящих систем в соответствии с их программой по переработке информации.

Итак, многоступенчатая система управления заслуживает самого пристального внимания с точки зрения не только теории, но и практики.

В простейшем случае мы имеем двухступенчатую систему, когда системы образуют одну совокупность. Конечно, самым радикальным было бы изучение n-ступенчатой системы, но это задача не из легких. Ограничимся рассмотрением двух (или, трех) ступеней. Видимо, в дальнейшем это будет хорошей основой для решения задачи в целом.

Здесь нельзя не признать удачной идею К. Шеннона, который предложил математикам работать над созданием машинной программы шахматной игры - модель для исследования хорошо выбрана. Игру в шахматы следует считать, как минимум, двухступенчатой системой управления. Каждая фигура определенного цвета (вместе с шахматистом) образует простейшую систему управления. Все фигуры одного цвета (вместе с шахматистом) образуют совокупность, являющуюся более сложной системой. Поэтому общие проблемы, которые возникают при изучении этой полной системы управления (игры в шахматы), вероятно, типичны и для других двухступенчатых (а может быть и многоступенчатых) систем управления.

Конечно, если шахматные фигуры одного цвета - элементы совокупности фигур того же цвета, совокупности, которая имеет свою программу для переработки информации, то может показаться, что фигура (элемент) лишена подобной программы и поэтому аналогия с реальной двухступенчатой системой управления сомнительна. В действительности дело обстоит (или, точнее, может обстоять) иначе: все зависит от качества программы. У шахматиста (естественного или искусственного) одно устройство по переработке информации. Но программа у этого шахматиста может быть такой, что это одно устройство обслуживает и элементы и всю совокупность их (нечто подобное происходит в деловом мире, когда мелкие фирмы не имеют своих бухгалтерий, а доверяют вести бухгалтерские операции крупной счетной фирме). Во всяком случае, в моем алгоритме это предусмотрено, а в программах, сделанных по Шеннону, видимо, отсутствует.

Получить первичную информацию о шахматной позиции, правилах игры - дело несложное, исполнить решение (сделать ход) -и того проще. Главная трудность при создании шахматного автомата - создать программу по переработке информации. Поэтому предложение Шеннона по сути дела состоит в создании искусственного интеллекта (шахматиста).