Эксклюзивные занятия по МВАП: Развитие мышления по схемотехническим принципам. Обратная связь.

Самый вульгарный пример обратной связи – когда мышь запустили в трубу и конец трубы соединили с началом. Мышь будет бегать по кругу.

Связь в самом прямом смысле – обратная: выход сигнала подается на вход.

Сигнал – мышь. И связь положительная, т.к. мышь с выхода на вход приходит в неизменной форме.

Предположим, что мы все время запускаем новых мышей по штучке с каждым кругом. Из в трубе становилось бы все больше.

Вот если бы что-то сделало из мыши ее противоположность, то, выскочив из выхода и став противоположностью, она бы аннигилировала с новой запускаемой мышью и мышей бы не было больше одной: если первая аннигилировала, то запущенная вторая мышь пробжела бы круг и тут же аннигилировала с новой мышью. Мышей бы стало в два раза меньше, чем число запускаемых.

Почувствуйте разницу: в случае положительной обратной связи сигнал усиливается (не мгновенно, а с некоторой скоростью запуска мышей) пока в треба не станет непроходимой (сопротивление ограничивает ток сигнала).

А при отрицательной обратной связи число мышей стабилизируется.

Вот почему положительная обратная связь вызывает циклическое циркулирование процесса.

Люди, мыслящие по схемотехническому принципу обратной связи, придумали беличье колесо, ленту транспортера, беговую дорожку, цепную передачу и многое другое. Т.е. если этот принцип хорошо сидит в автоматизмах, то очень многое можно придумать полезного, до чего не додумается другой.

В примере с электрозвонком контакт рычажка размыкается, когда его притянет якорь электромагнита, прерывая цепь тока и рычажок отлипает, снова замыкая контакт. Рычажок – активный элемент, у которого выход – контакт, а вход – магнитный поток. Замыкающийся контакт прямо вызывает магнитный поток, т.е. связь положительная. Сорри за то, что предлагал ответить, что является здесь генерирующим фактором – обратной связью, но важно было задуматься. Обычно в схемотехнике связь достаточно просто идентифицируется. А вот когда мы выходим за границы обыденного, становится сложно: вот что заставляет поддерживать колебания квантов (суперструн)?

А теперь очень многозначительный и предметный эксперимент.

Я взял обычную шумовку (длинную ложку с широкой пластиной, а которой наделано много дырок). Продел в ручку карандаш (можно просто привязать веревку, но карандаш ограничивает возможность качания в одной плоскости).

Пустил из крана довольно сильную струю воды и приблизил платину к струе. Ясен пень ее оттолкнуло, шумовка провернулась маятником на ручке и снова попала под струю. Начались автоколебания.

Но можно подобрать такую тонкую струйку, которая хоть и чуть отклонит пластинку, но не вызовет автоколебания: положительная обратная связь оказалась недостаточной для накопления нужного для автоколебания количества воды. Ток воды (мышей), входящей на пластину, не позволяет накопиться там достаточному количеству кинетической энергии чтобы отклонив пластину, прервать ток воды на нее. Получается условие генерации, связанное со скоростью подачи тока, так, чтобы обратная связь стала накапливать этот ток.

Здесь сложно выделить элемент обратной связи, поэтому сделаем опыт более очевидным.

Возьмем коромысло от весов, на одном конце которого будет гирька (200 грамм для наглядности), а к другому концу прицепим 5 легких стаканчиков на одной оси: ряд стаканчиков – поперек коромысла (под прямым углом). Начнем наполнять стаканчика сразу пятью стайками воды. В какой-то момент равновесие измениться и стаканчики пойдут вниз. Эти стаканчики были продернуты чуть выше середины так, что легко могут вращаться, если их наклонит и у них есть наклоняющие выступы. Опустившись до края ограничительной пластины, выступы стаканчиков заставят из перевернуться и вылить воду. Если бы стаканчики опускались медленно, то они бы просто затормозились зы выступ, но до этого места они уже успели набрать много воды и их скорость (инерция) придала им достаточную кинетическую энергию, чтобы опрокинуть и вылить воду. После чего пустые стаканчики взлетят вверх. Начнется автоколебательный процесс.

Пожалуйста, осмыслите это дело и выявите граничные условия автоколебания, и суть обратной связи.

Зачем нужны были несколько стаканчиков, а не один? Я хотел создать водяной аналог срабатывания нейрона по пяти входам. Пока равновесия не было нарушено достаточным весом воды, нейрон перевешивался гирькой, которая определяла его порог срабатывания.

Пожалуйста, осмыслите этот принцип порога срабатывания (кооперирования), само устройство – компаратор (сравнивающий величину сигнала с порогом) и попробуйте найти компараторы в окружающей бытовухе (и вообще где угодно).

К понедельнику нужно всем отписаться по результатам освоения этого важнейшего куска понимания в практическом плане способности видеть обратную связь, порог срабатывания (болевой порог и т.п.) компарирование (действие при превышении порога срабатывания и) мысленно воображать схемные последовательности в практическом применении с этими принципами.

А еще стоит поиграть в игрушку, которую нашел Айк.

Мне кажется пять стаканчиков будут больше оказывать тормозное влияние и нагрузка распределяется равномерно.

Например нагрузиться маленькими пакетами где нагрузка будет ощущаться постепенно :или одним большим , который больше оказывает влияние на к.л. участок тела и в случае нейрона ПД будет быстрее срабатывать .

Пять входов - больше тормозного влияния .Проще поставить в шкаф коробку со 100 книгами , чем 100 книг по отдельности. Легче переслать один большой файл , чем много маленьких.

Условие срабатывания нейрона - суммирование положительных и отрицательных колебаний потенциала.Реакция клетки определяется суммой всех влияний.

Если бы синапсы по большей мере были все электрические то порог срабатывания нейрона был бы гораздо меньше ( прямое перетекание  электрических токов).При химической передаче сигнал подготавливается взаимовлиянием тормозных и возбуждающих синапсов.

Не знаю, правильно ухватил или нет, но объясню. 

В примере со стаканчиками понимаю принцип обратной связи в том что вход это наливаемая вода, а выход это стаканчики (или они останутся висеть в том же положении или перевесят гирю). Автоколебание это вращение коромысла вверх-вниз поочердно с концов после наливания воды. Обратной связью будет сигнал, обозначающий перевес либо гирьки либо стаканов. 

Порог срабатывание в данном случае – превышение веса гири. 

Датчик дыма противопожарной безопасности, датчик движения, датчик включения батареи в ИБП. В последнем случае порог – отключение электропитания, предпоследнем и первом тоже видимо сравнивается получаемое из жизни с заложенным в компаратор эталоном (порогом). Датчик передаёт положительную обратную связь и в этом случае срабатывает сигнализация (включается свет, подаётся электроэнергия из батареи в случае ИБП)

Поиграл, но с подсказками из ютуба (() Самостоятельно не смог пройти 2-ой уровень, когда две мыши на транспортере двигались в одну сторону, а колоны для сброса шара находились посередине. Кстати, версия без установки доступна тут http://playminigames.ru/game/the-incredible-machine-neveroyatnaya-mashina (но осторожно, она не сохраняет уровни) Nan, нужно таки добиться прохождения уровня в игре, на котором произошла закупорка? 

Как видится мне, обратная связь необходима для провоцирования следующего действия в схеме или вне её, поскольку без обратной связи элемент не выполняет никакой роли. 

Айк попросил подождать, как напишет - продолжим. Ну и lol еще.

Это случай, когда мышь бегает сколько угодно долго и не теряет сил. Вот если пустить электроны по сверхпроводящему проводнику, замкнутому на самом себе, то ток будет бесконечно долгим. Обратная связь есть, но нет никаких потерь, требующих добавления новых порций энергии для поддержания зацикливания. В случае кванта это состояние называется стоячей волной: волна накладывается сама на себя в точности, образую узор суперпозиции (не только для кванта, а для любых волн). Понятие потерь, сопротивления (и обратное ему понятие проводимости) - важнейшие в схемотехнике и мы посвятим этому отдельный этап, опять же без паяльника, на хорошо воспринимаемых моделях.

Насчет положительности и отрицательности обратной связи в случае подпитки новыми порциями мышей, попробуйте представить, что мышь не делается точно антимышью, а постепенно ее становится, на четверть, на половину, на 100% и далее на 125% ... что будет происходить при контакте с подпитывающими мышами? Это - еще один принцип: сдвиг фазы по отношению к первоначальному состоянию. Именно от того, на какой угол сдвинется фаза и будет результат: если на 0, 360, 720 и т.д. то будет положительная связь (мышь остается полностью сама собой) , если на 180, 540 и т.д. - мышь становиться противоположной, зеркально отраженной.

Можно представить себе так, что мышь не бежит лапками, а кувыркается. Если она к выходу из трубы окажется в том же положении, что при входе, то связь положительная, а если она оказывается на спине - то отрицательной (будем считать, что поза 69 - анигиллирующая).

Почему? В смысле будут мешать друг другу? Мы можем вообразить 10000 стаканчиков (как бывает число синапсов у нейрона), выполненных по нанотехнологии, очень маленьких и невесомых, весить будет только налитая вода :) Почему не один стаканчик, а много? А у каждого своя наливная трубочка от датчиков воспринимаемых признаков. У нас типа глаз сделан из матрицы (сетчатки) краников, когда свет попадает на микрокраник, то по трубочке от данной точки зрения пойдет вода. У каждого узора зрения получится свой вес наливаемой воды, если еще сделать так, чтобы если в этой точке нет света, то краник яркости закрыт, но при этом открывается краник затемнения и по трубочке поступает вода в стаканчики на другой стороне коромысла, оказывая перевешивающее, тормозное влияние. Тогда в такой схеме распознавателя грузика на другом конце коромысла не нужно. И если все трубочки окажутся не подсоединенными к 10000 стаканчиков (5000 наличия света и 5000 наличия тьмы), то коромысло с пустыми стаканчиками будет раскачиваться легко от малейшего воздействия – в точности как получается у нейрона, у которого нет еще синапсов.

Вот как хорошо, когда получается видеть суть причинно-следственных принципов во всем вокруг. Это нужно все больше практиковать и с пониманием все новых принципов будет все яснее с устройством окружающего. А вот у людей, не натренировавших такое схемотехническое мышление, все будет оставаться вещами в себе и какими бы ни были заслуженными исследователи биореализации мозга, они просто не будут видеть и понимать как все взаимосвязано. Их видение будет очень бедно и несистемно. Это и есть главная причина тормозов в академической науке о мозге.

Схемотехническое взаимодействие может быть и без использования обратной связи, так называемое прямое распространение сигнала. Множество процессов не имеет обратной связи, т.е. воздействия результата причинно-следственного взаимодействия на причину. Нужно посмотреть вокруг и постараться выделить такие цепочки. Например в случае  “чудный пример такой сложной и выверенной схемы”.

Спасибо, что подождали.

>>> (nan) выявите граничные условия автоколебания

 
При автоколебаниях на вход подаётся стабильный активирующий поток энергии, в примере, который ты привёл этот струя воды. Стабильный активирующий поток энергии необходим из-за потерь энергии, которые возникают внутри системы. Возможное исключение - суперпроводники. Сам колебательный процесс реализуется за счёт внутренней механики системы.
 

Для организации колебаний автоколебательные системы используют обратную связь, когда результат работы системы (механической, электрической, термодинамической) влияет на её вход. То есть на вход такой системы подаётся некий стабильный поток энергии (поток воды из крана в примере), но так же на систему влияют результаты на выходе системы. Выход системы может регулировать подачу стабильного потока энергии (как в примере с водой, за счёт поворота механизма и блокировки подачи энергии), либо сам возвращать энергию на вход системы (реверберация в нейронах), в  случае нейронов, выходы замкнуты на входы.

Колебательный процесс, вообще говоря, можно организовать и без обратной связи. Например, водяное колесо может выступать в качестве генератора колебаний для какой-то внешней по отношению к колесу системы. Например, оно может выступать в качестве генератора переменного тока.

То есть граничные условия:

- стабильный поток энергии из вне

- обратная связь (нелинейная? положительная?)

- наверное, должно быть ещё какое-то граничное условие, например, скорость протекания сигнала по системе, чтобы её внутренняя механика позволяла осуществлять автоколебательный процесс.

Во всяком случае вот этот пример: "Пустил из крана довольно сильную струю воды и приблизил платину к струе. Ясен пень ее оттолкнуло, шумовка провернулась маятником на ручке и снова попала под струю. Начались автоколебания. Но можно подобрать такую тонкую струйку, которая хоть и чуть отклонит пластинку, но не вызовет автоколебания: положительная обратная связь оказалась недостаточной для накопления нужного для автоколебания количества воды.", - подталкивает к такой оценке.

 
>>> принцип порога срабатывания (кооперирования), само устройство – компаратор

Компаратор позволяет организовать нелинейность / дискретность в системе. Да / Нет. 0 / 1. 

Компараторы, собственно, это один из способов организовать колебания внутри системы с обратной связью. 

>>> попробуйте найти компараторы в окружающей бытовухе (и вообще где угодно).

Сложно сказать, где их нет. Это и распознавание образов в нервной системе, и внутриклеточные механизмы, работа иммунной системы. Все системы обрабатывающие информацию: транзисторы, структуры if в кодах программ, встроенные в лифт весы, которые отказываются перевозить слишком лёгких блондинок и жиртрестов :)

Я думаю, если выделить общий принцип генерации колебаний, то там всегда присутствует обратная связь. Просто в случае "ручей - водяное колесо" это связь в динамической системы из этих двух объектов. Иначе получается путаница в определении граничных условий автоколебаний.

Назовем это не автоколебательным процессом, а процессом воздействия автоколебательного процесса на зависимый от него.

Попробуй (ты, Айк и все другие участники) назвать причинные цепочки без компарирования для того, чтобы четко привыкнуть различать это и не получалось так что все что движутся - колебания или компарирование :)

И еще, попробуйте в модели, когда мышь перекатывается, а не бежит лапами, получить зависимость сдвига фазы или того, в каком положении окажется мышь на выходе трубы - в зависимости от длины трубы, т.е. понятно, что если длина ее кувыркающегося тебя точно совпадет целое число раз с длиной трубы, то она вылетит в том же состоянии и обратная связь получится положительной. Это - очень важное представление о том, как меняется фаза сигнала при его продвижении и что из этого следует.

Стараюсь давать только то, что точно очень нужно будет для понимания схемотехники нейросетей, лишнего не даю. Так что если обращаю на что-то внимание, значит это пригодится потом.

Нужно некоторое время, чтобы все это уверенно осело в памяти и перешло в легкость понимания и использования, не будет спешить перейти к следующим принципам. Нужно больше мысленных практик при заинтересованном восприятии всего вокруг в контексте схемотехнического мышления.

>>> Просто в случае "ручей - водяное колесо" это связь в динамической системы из этих двух объектов.

Согласен.

Важное уточнение: без автоколебаний, т.е. без положительной обратной связи.

Специально такой темы не будет потому, что сдвиг фаз не характерен в схемотехнике нейронных цепей, там нет гонок сигналов, когда в зависимости от длины прохождения по аксонам какой-то сигнал оказывается в мишени раньше и получает преимущество: против гонок сигналов работает простой принцип интегрирования во времени нейроном всех поступающих сигналов и сглаживания общего эффекта в конечном счете. Хотя физиологи нашли такие гонки, когда сигнал через синапс ближе к телу нейрона вызывает его активацию и лишь потом более дальний тормозной прерывает процесс, но на распознавательную функцию такие нюансы практически никак не влияют.

Принцип интегрирования во времени – важный принцип и его тсоит иметь в виду.

Но само явлени сдвига фаг, ели говорить о развитии общего схемотехнического мышления, очень важен потому, что он часто встречается в причинных цепочках взаимодействий и может давать решающий эффект. Кроме того, сдвиг фаг сигнала обратной связи имеет решающее значение в том, будет ли обратная связь отрицательной (противодействуя входному сигналу) или положительной (усиливая входной сигнал) или получится какое-то промежуточное значение.

Поэтому ты представь, что катящийся кувырком крыс имеет длину окружности катящегося тела, которое разматывается по длине трубы так, что на выходе может быть состояние тела крыса в точности такое, как было на входе (положительная связь) или противоположное – голова впереди (отрицательная обратная связь) или не то ни се. Просто прими, что если положение тела строго обратное, то будет считать, что такой зеркальный крыс, схлестнувшись со впушенной новой особью, превратит ее в ничто, а вот если на выходе будет нормальный крыс, то они побегут уже вдвоем.

Все ли нормально уверенно усвоилось по теме? Вопрос ко всем: переходим далее или еще обсуждаем?

>>>  сдвиг фаз не характерен в схемотехнике нейронных цепей, там нет гонок сигналов, когда в зависимости от длины прохождения по аксонам какой-то сигнал оказывается в мишени раньше и получает преимущество

Непонятно. Nan, как это организуется через фазы?

>>> против гонок сигналов работает простой принцип интегрирования во времени нейроном всех поступающих сигналов и сглаживания общего эффекта в конечном счете

А если так: допустим, у нас некоторая несущая частота на которую накладывается дополнительная информация. Если нейроны работают синхронно, то им проще пробить порог активации.

Соответственно, можно ожидать, что будут способы синхронизации нейронных ансамблей. И можно ожидать появления несущих частот.

Пробить порог активации на пике несущей частоты проще, и, вроде бы, ничто не препятствует такой схемотехнике в мозге.

По-моему, я видел соответствующие схемы в учебнике Баарса.

>>> Вопрос ко всем: переходим далее или еще обсуждаем?

Можно взять один день на осмысление и вопросы?

Забегая вперед, скажу, что частота импульсации нейрона характеризует только интенсивность сигнала, но сама импульсация ничем более и никак не модулируется просто потому, что нейрон не способен что-то еще модулировать. У нас будет обсуждение того, что может и чего не может нейрон, но перед этим мы должны полностью освоиться с теми принципами схемотехники, которые с очевидностью помогут делать верные выводы при рассмотрении совокупности данных. Сейчас не стоит пытаться опережать собственный прогресс, даже если очень интересно. 

>> Можно взять один день на осмысление и вопросы?

Скорость продвижения определяют только участники, а не я. Вообще проведение занятий – полностью ваша произвольность: как решите, так и будет.

Хорошо. Тогда я сегодня перечитаю материалы и сообщения ребят, и завтра можно двигаться дальше, если другие участники не против.

Вопрос про фазы вынес в отдельную тему:

https://scorcher.ru/forum/index.php?topic=1946&start=0

Как я понимаю, в нервной системе используется двоичное кодирование по той же причине, почему и в ЭВМ: надежность, помехоустойчивость, простота реализации. И если и возникают какие то наводки в аксонах, то от них больше вреда чем толку. Например ухудшение состояния при магнитных бурях. Синхронизация нейронных ансамблей успешно выполняется при помощи нейромедиаторов. Тут видимо природа пошла путем химической реализации опять же по причине большей надежности и простоты.

Фазы в нейросхемотехнике не понадобятся, но они дают представление о том, как организуется тип обратной связи. М.б. само слово “фаза” сбивает с мысли, но тут должно быть предельно просто: фаза в схемотехнике - этап развития процесса. Так у катящейся кувырком кошки в трубе когда она запрыгивает в трубу фаза – носом строго вперед, а сделав пол-оборота – хвостом вперед.

Видите: фаза всегда сводится к тому насколько от целого полного процесса был прогресс. Пол-оборота – 180 градусов, и фаза будет = 180 градусов. Полный процесс завершается фазой 360 или 0 градусов.

Фаза 360 означает полное восстановление начала процесса. Если енот к моменту выкувыркивания из трубы будет в фазе 360 градусов, то связь будет положительной, если 180 градусов – отрицательной.

А то, что происходит в нейросети лучше описывать другой аналогией. Представим, что есть цепочка работяг, которые готовы перекинуть кирпичи от одного другому. Вот первому кинули кирпич, он поймал и перебросил следующему. В конце цепочки последний бросил кирпич в кучу или еще что-то с ним сделал. Тут фаза процесс перекидывания ограничена одним рабочим: 0 – поймал кирпич, 360 – бросил другому.

Теперь построим эту цепочку по кругу и снова бросим кирпич. Он пойдет по рукам по кругу и это движение не прекратиться. Тут обратная связь всегда положительна потому, что нет никакого такого промежуточного значения между звеньями цепи, всегда кто-то ловит и бросает.

Именно так работают цепочки нейронов и поэтому никакой фазы кроме 0 и 360 градусов там нет.

Закольцованная цепочка реверберации - положительная обратная связь.

Прерывание осознаваемого автоматизма и переход на другую цепочку по принципу новизны -  значимости - так же положительная ОС.

Гашение закольцовок ( во время сна или нарастающим латеральным торможением ) - отрицательная ОС ( ? ) 

Нет, это – прямое воздействие, как если бы у закольцованных работяг отобрали бы кирпич.

Вот они стоят кольцом без дела, им кинули кирпич, он закрутился пока его не отберут. Получился элемент оперативной памяти. Представим себе, что первый рабочий распознает, что ему кинули именно нужный кирпич, а другие не подхватывает. А еще у них в цепочке есть чувак, который очень эмоционально реагирует, то ему охота работать, то совсем нет. Тогда память будет работать только если первый распознал нужный кирпич, а у психа – рабочее настроение. И тогда все видят: память о данном кирпиче сохраняется. Пока первого не тормознут и он даже нужный кирпич не распознает, а проигнорирует. Или пока у психа не испортится настроение.

Это – принципиальная схема удержания конкретного образа в памяти при его достаточной значимости.

Нан , скажи пожалуйста - эмоциональный круг Пейпеца имеет отношение к к положительной обратной связи. Есть ли здесь нейросхемотехника?

И вообще стоит ли рассматривать этот "круг " серьёзно ? У Дубынина, на курсе круг П. в особой значимости.

Клон, давай не будем заскакивать вперед без должной подготовки, иначе получится много бесполезного мусора.

Что-то все затихли. Какие-то проблемы? Нужно сразу сообщать.

Кто не готов дальше двигаться? Еще очень немало принципов нужно усвоить чтобы можно было переходить к разбору реальных нейросетей. Но если кто-то буксует, нужно об этом КРИЧАТЬ :)

На кирпичах чуть дольше остановимся, т.к. это - модель оперативной памяти, это и будет продолжение. Потом - цепочки поведенческих реакций - тоже кирпичи, но не зацикленные. Потом будем пробовать эти же модели разными реализациями, потом - отработаем модель нейрона в разных реализациях, в том числе электрохимической и с этого момента начнем уже серьезно вникать в реальные нейросети.

Готов. Про кирпичи ,очень образно и сразу откладывается в памяти пониманием.

Прорабатываю сначала, думаю стало яснее про область понимания смысла отдельных составных частей схемы – как того, благодаря чему возможно понимание у человека и не может происходить у обезьян. На втором и третьем прочтении начальной статьи начинают видится связи между как-бы изначально разрозненными сведениями, хотя и должными быть связанными общей идеей.

Но схемы бывают не только электронные, но, скажем, гидравлические, пневматические, механические (кинематические) и другие самые экзотические, используемые под общим названием “автоматизация” (тут стоит добавить важное прилагательное: “адаптивная”).

Пытаюсь связать воедино этот абзац и из этого выходит мало путного... Почему автоматизация некоторых функций, объединенных условно схемой (общей, более важной функцией?) должна быть обязательно адаптивной? И тут затык что вообще называется адаптивным:

адаптивная система, система автоматического управления, которая сохраняет работоспособность в условиях непредвиденного изменения свойств управляемого объекта, цели управления или условий окружающей среды посредством смены алгоритмов своего функционирования или поиска оптимальных состояний.

Управляемый объект – объект, управляющей адаптивной системой или объект которым система управляет? Вот если что человек – адаптивная система, это можно представить, но другие схемы, особенно не слишком мудреные – представить трудно. А предлагается связать автоматизацию и адаптивность  названием “автоматизация” (тут стоит добавить важное прилагательное: “адаптивная”). Коллеги, Nan, помогите разобраться, пожалуйста. 

По второй лекции у меня вроде нет принципиального непонимания, но завтра ещё с ней посижу.

>>Почему автоматизация некоторых функций, объединенных условно схемой (общей, более важной функцией?) должна быть обязательно адаптивной? И тут затык что вообще называется адаптивным

Автоматизация означает, что кто-то что-то автоматизирует, а не просто это - причинно-следственное-явление. Кому-то зачем-то нужно было автоматизировать, приспосабливать для каких-то целей, т.е. адаптировать.

Адаптация означает а) способность выделить из окружающего важные признаки восприятия, которые позволяют в нужный момент что-то сделать в ответ, б) способность что-то сделать, адекватное ситуации, в) суметь правильно организовать управление действием в зависимости от воспринимаемого.

Именно так работает мозг потому, что никакого другого принципиального способа оказаться адекватным окружающему с пользой для себя не существует.

Все то, что требуется для организации этой последовательности, мы и будем изучать.

Принцип выделения составляющих элементов воздействующих факторов.

Самое главное – выделить важные признаки в окружающем чтобы не махать кулаками вслепую.

Например, выделить положение уязвимого места врага.

Можно это сделать просто по сигналу датчика освещенности, который реагирует на отраженный от врага свет: когда враг близко, станет чуть темнее. Но это потребует вращения головы во все стороны, чтобы определить в каком месте стало темнее. Некоторые виды животных довольствуются такой простотой.

Можно сразу вокруг головы иметь много отдельных датчиков освещенности чтобы не крутить головой, и они сразу покажут, где динамично меняется освещенность. Но точно прикинуть расстояние или вообще отличить врага от друга не получиться. У насекомых датчики освещенности собраны в большие фасеты с трубками, направленными в разные стороны. Кроме этого, есть и отдельные датчики освещенности. При очень большом числе фасеточных датчиков получается лучшее распознавание.

А вот если до сетчатки светодатчиков поставить общую линзу, которая сделать изображение четким, а не размытым, то эффективность возможности распознавания качественно увеличится.

Со зрением такое возможно потому, что длина волны видимого света очень маленькая и позволяет выделить очень мелкие детали изображения. А вот длина волны звука – очень большая и невозможно иметь звуковую линзу малого размера, да и детали будут распознаваться очень крупные. Чтобы улучшить ситуацию звук делиться на множество длин волн с помощью резонансных волосков улитки уха, это дает детализацию по высоте звука, что тоже очень важно. А вот детализация по длине волны глаза у человека имеет всего 3 значения.

Вот главная зависимость: чем на большее число составляющих разбить параметр восприятия, тем точнее и правильнее восприятие. И тогда можно распознавать множество разных сочетаний этих параметров, просто реагируя на каждое данное сочетание. Каждый такой распознаватель имеет входы от отдельных уже разбитых на детали элементов параметра внешнего воздействия и эти входы так подобраны по реагированию на детали, что общее срабатывание распознавателя будет только когда возникнет определенная картинка в сочетании входных сигналов. Такой элемент назвали персептроном, и мы будем его изучать потому, что нет никакого другого принципиального способа организовать распознавание. Т.е. распознаватель всегда должен работать с уже разбитыми на детали элементами воздействующего параметра внешней среды. Персептрон со входами от разбитых на детали параметров – важнейший схемотехнический принцип организации распознавания.

Какой бы ни была реализация адаптивной системы, она должна обладать возможностью выделять детали входных параметров и распознавать их сочетание. Исключений не может быть никаких ни в чем и это – важнейшая аксиома, позволяющая разумно понять, как организуется природная нейросеть.

Когда говорили про цепочку рабочих, перебрасывающих кирпичи, то первому из них была отведена роль распознавателя правильного кирпича потому как если попадется не такой как нужно кирпич, то будет и неправильно его использование, скажем, вместо кладки огнеупорной печки, получится брак, который развалится очень быстро.

А чтобы правильно распознать кирпич, рабочий должен иметь возможность разбить свет, отраженный от него, на мельчайшие части уже отфокусированной картинки, позволяющей по ее деталям отличить огнеупорный кирпич по пористого по характерным распознаваемым графическим сочетаниям деталей.

Хочу еще раз напомнить: все рассматриваемые принципы необходимо постоянно пытаться распознать в окружающем, и, главное, пытаться это применить для какой-то пользы. Иначе получится, что после занятий будет ощущение уверенного понимания, но не будет понятно, что с этим делать. Нужна сразу нарабатывать навыки применения. Вот даже если дать волшебную палочку, то что с ней делать?? придется крепко задуматься и начать осторожно применять. Конечно, если ребенок получит в.палочку, то сразу противопоставит себя обществу и его пристрелит снайпер. Получается: сила есть, а как ей пользоваться непонятно.

Cпасибо, с главным стало понятнее гораздо.

Nan, ты задавал предложение придумать примеры компараторов. Как понимаю, болевой порог у нас он и есть. Но...

Пожалуйста, осмыслите этот принцип порога срабатывания (кооперирования), само устройство – компаратор

Является устройство компаратором, если оно никуда не передаёт результат сравнения? В случае с весами и стаканчиками не видится куда может быть передан сигнал "преимущества" стаканчиков или гирьки. В таком случае оценивает происходящее внешний наблюдатель (мы) Если так, то в чем схожесть весов со стаканчиками (при отсутствии наблюдателя) с тем же болевым порогом или датчиком освещения? Не вижу её. Видимо здесь кроется секрет разницы между явлениями с компарированием и без такового. 

Видимо всё же компарирование отличает присутствие принципа обратной связи в явлениях.(?) В случае с болевым порогом у животных обратная связь – отдернуть лапу, а в весах с гирей и стаканами – перевешивать колеблясь и получая энергию с противоположного конца до того как обратная связь уменьшится до возможности влиять на вход (или выход).

И еще, попробуйте в модели, когда мышь перекатывается, а не бежит лапами, получить зависимость сдвига фазы или того, в каком положении окажется мышь на выходе трубы - в зависимости от длины трубы

Если длина трубы кратна двум длинам мыши, то мышь на выходе будет с положительной обратной связью (мордой вперед), если нет – отрицательная (лапами вперед). 

Пазл начинает складываться, почти готов переходить к следующей теме, если я не слишком самонадеян (). 

Компаратор не обязан в своей функции передавать значение, он обязан сигнализировать превышение порога. Вот рычажные весы ничего не передают, но сигнализируют, т.е. меняют свое состояние при превышении порога. Как используется измененное состояние – вопрос другой.

>>компарирование отличает присутствие принципа обратной связи в явлениях

Это – тоже не взодит в функцию компаратора. Обратную связь можно ввести, обычно вводят положительную обратную связь, чтобы сделать резче изменения состояния, с побочным эффектом: появляется гистерезис: порог до превышения оказывается несколько отличен от порога отпускания. Кстати, это свойство положительной обратной связи очень стоит осмыслить и понять, почему именно так происходит.
>>В случае с болевым порогом у животных обратная связь – отдернуть лапу

Это действие далеко выходит за рамки функции компаратора. Животное, наоборот, может ощущать мазохистский кайф, т.е. реакция не зависит от свойств компарирования.

lol, как дела?

Ставьте лайки под этим сообщением, когда все проставят, пойдем дальше.

>>Эти начальные темы при появлении новых тем не будут закрыты для обсуждения?

Нет, конечно.

>>тема обратной связи, особенно отрицательной обратной связи, для меня теперь кажется недостаточно раскрытой

В таких случаях нужно выносить свои проблемы и вопросы на обсуждение, а не просто констатировать, иначе ты завязнешь при недомолвках.

>>на этом примере я вспомнил, что когда-то мне уже приходилось чинить сломавшийся механизм сливного бачка

Чем больше таких эпизодов удастся вспомнить и вычленить из окружающего, тем лучше будет модель представлений и эффективность мышления.

Переходим на следующую тему по оглавлению.

Возьмем коромысло от весов, на одном конце которого будет гирька (200 грамм для наглядности), а к другому концу прицепим 5 легких стаканчиков на одной оси

Правильно мне видится, что в данном примере получился компаратор распознавания веса больше и меньше 200 грамм? Обратная связь (что провоцировала колебательный процесс) действовала до тех пор пока не перевесила одна из сторон коромысла..

Замыкающийся контакт прямо вызывает магнитный поток, т.е. связь положительная.

Приведу пример звонка, который звонит беспрерывно. Если установить кнопку его отключения (прерывание цепи, вместо установления контакта в классическом приборе), то получится звонок с отрицательной обратной связью.

Одним из самых простых примеров может служить устройство простейшего сливного бачка. По мере наполнения сливного бачка уровень воды в нём поднимается, что приводит к всплыванию поплавка, который блокирует дальнейшее поступление воды.

Контр-пример с бачком – когда вода в него поступает, но уходит через сливную дыру без блокировки поступления воды. Тут не отрицательная обратная связь, а отсутствие обратной связи как таковой, как понимаю.  

Из примеров выше и реальной жизни хочется сделать вывод, что положительная и отрицательная обратная связь не всегда прогрессируют или регрессируют, а часто только проявляют себя в нужный момент.

 Отрицательная обратная связь может быть использована для нормализации массы тела человека при ожирении, для чего калорийность рациона питания периодически (например, еженедельно), корректируется посредством отслеживания динамики массы тела.

Входом в данном случае является еда, масса тела – выход. Если происходит набор веса обратная связь положительная, если сброс то отрицательная.

Обратная связь в усилителях и в жизни. Почему боятся ООС?

Тут показаны наглядные примеры отрицательной ОС, среди которых велосипед с управлением наоборот )

>>в данном примере получился компаратор распознавания веса больше и меньше 200 грамм?

Компаратор, конечно, можно назвать распознавателем превышения порога, и тогда это будет предельно вырожденный (потерявший все другие качества кроме одного рассматриваемого) распознаватель. Именно это и получается, когда у нейрона есть только один вход и тогда нейрон работает только как компаратор.

Nan, можно пожалуйста конкретизировать и вместе с тем, наверное, различить для понимания термины детали элемента воздействующего параметра внешней среды и самого элемента параметра среды. Вот, например, темный свет врага – и светлый отсутствия врага – это уже разбитые на детали элементы параметра среды по критерию 1) большая освещенность 2) меньшая освещенность? Правильно получается, что разбиты элементы среды (освещенность как пример такого элемента) должны быть в адаптивной системе как минимум на два параметра, которые отличаются друг от друга чем-то существенно – чтобы называться распознавателем? (и выполнять такую функцию)

"Некоторые виды животных довольствуются такой простотой."

Предполагаю, что в таких случаях у них всё равно присутствует распознаватель "светлости" врага и соответствующее его срабатывание когда этот признак на входе распознавателя "подошёл" по аналогии с корректным ключём в замке. 

да.

Ну, отсутствие или присутствие чего-то уже не разобъешь на более мелкие составляющие. Так что реагировать можно уже по такому единственному параметру, но это - предельно малоинформационно по сравнению с привлечением большего числа параметров.

Если реагировать на любое потемнение как на врага, то получится какой-то сверхпаранаидальный алгоритм: животное будет бояться любого затемнения, даже наступления ночи. Так что тут нужно сопоставлять еще с чем-то, хотя бы со скоростью потемнения.

Принцип выделения составляющих элементов воздействующих факторов.

Это словосочетание ставит меня в тупик. Что именно здесь имеется ввиду: составляющие элементЫ или составляющие элементОВ? Можно подробнее разъяснить и указать, что в примере с освещённостью является элементами и составляющими (воздействующий фактор -- свет, если я правильно понял)?

чем на большее число составляющих разбить параметр восприятия...

Опять же, непонятно, что является составляющими. Прошу подробных объяснений для самых маленьких, потому что сам не могу врубиться.

Сам по себе свет - малоинформационный параметр, точнее слишком общий. Есть свет - дневной стиль поведения, нет свет - ночной стиль поведения. А если свет в определенных сочетаниях форм и цвета:? Это может означать пантеру, тетку, корову, яблоко и т.п. Как сделать так, чтобы реагировать раздельно на это? Для этого нужно выделить то в световом потоке, что достаточно точно характеризует данный внешний объект. А это - линии, круги, овалы, углы, из которых уже потом складываются более различимые образы. Это - составляющие элементы, по которым можно судить о внешних факторах, на которые нужно реагировать.