Гаазе-Рапопорт М.Г. Автоматы и живые организмы. Моделирование поведения живых организмов

М.: Госиздат физмат литературы, 1961. — 224 с.Книга имеет обзорный характер и представляет собой по возможности доступное изложение некоторых вопросов, связанных с моделированием функций живых организмов. Моделирование биологических процессов, в частности моделирование поведения живых организмов, является одной из частей молодой, бурно развивающейся науки — кибернетики, изучающей точными методами процессы управления и строение управляющих систем самой различной природы. Возникающие здесь задачи лежат на стыке точных, технических и биологических наук, поэтому автор надеется, что их популярное изложение может оказаться небезынтересным для широкого круга читателей разных специальностей, интересующихся кибернетикой.
Историческое рассмотрение попыток моделирования поведения живых организмов, истоки которых лежат в глубокой древности, позволяет проследить последовательное развитие этих попыток, их зависимость от уровня развития науки и техники и влияние, оказываемое ими на развитие разнообразных средств автоматизации. Моделирование поведения позволяет также глубже проникнуть в существо биологических процессов, управляющих поведением живых организмов, сформулировать и экспериментально проверить ряд гипотез относительно структуры и функций биологических управляющих систем.
Книга содержит семь глав. Первые три посвящены описанию простейших моделей поведения и практическому применению принципов моделирования поведения для создания несложных автоматических устройств. Для понимания этих глав не требуется каких-либо специальных знаний.
Главы четвертая, пятая и шестая посвящены рассмотрению ряда более сложных вопросов моделирования биологического поведения. Здесь рассмотрены принципы моделирования памяти, условных рефлексов и процессов обучения, а также некоторые модели так называемых самоорганизующихся систем.
Моделирование этих более сложных процессов поведения осуществляется обычно на цифровых вычислительных машинах и требует знания элементов программирования, в частности умения составлять логические схемы программ. Для тех, кто не захочет ограничиться только общим знакомством с идеями такого моделирования, а попытается самостоятельно провести или повторить некоторые эксперименты, в седьмой главе изложены основные принципы составления логических схем программ и приведены схемы программ, соответствующие рассмотренным в других главах примерам. Читатель, желающий более подробно познакомиться с отдельными вопросами из числа рассмотренных в настоящей книге, может воспользоваться приведенным в конце книги списком литературы. Много новых фактов можно также почерпнуть из непериодических сборников «Проблемы кибернетики» (Государственное издательство физико-математической литературы) и «Кибернетический сборник» (Издательство иностранной литературы).Предисловие
Введение
Игрушки и механические модели живых существ
Моделирование внешнего сходства
Автоматы древности
Развитие часового производства
Андроиды
Автоматы XIX века
Циклические автоматы
Рефлекторные автоматы
Роботы
Современные модели поведения животных
Обратная связь
Примеры простых моделей
Черепаха Эйхлера и некоторые другие модели
Моделирование памяти и условных рефлексов
Основные свойства памяти
Аналоги памяти в простейших моделях
Емкостный элемент памяти
Элементы памяти с термореле или термосопротивлениями
Элементы памяти с изменяемым временем хранения информации
Запоминающие элементы с неограниченным временем хранения информации
Некоторые логические элементы вычислительных машин
Циклическая постоянная память
Циклические схемы условных рефлексов
Моделирование процессов выработки условных рефлексов с помощью вычислительных машин
Лабиринты и игровые задачи
О лабиринтных задачах
Моделирование простейшей лабиринтной задачи
Моделирование прохождения более сложных лабиринтов
Программирование «обучения» при повторном прохождении лабиринтов
Игры и играющие машины
Некоторые пути построения играющих машин
Возможности обучаемых устройств
Самоорганизующиеся системы
Использование фазового пространства для описания самоорганизующихся систем
Различные типы самоорганизующихся систем
Структурные схемы самоорганизующихся систем
Примеры (модели) некоторых самоорганизующихся систем
Моделирование самоорганизующихся систем на цифровых вычислительных машинах
О логических схемах программ
Построение логических схем программ
Схема программы моделирования условного рефлекса
Логическая схема программы самоорганизующейся системы по Фэрли — Кларку
Заключение
Литература
Именной указатель
Предметный указатель