Кибернетика и автоматизация транспортных процессов. Учебное пособие - страница 3

Кибернетика – это изучение того, как сложные системы обратной связи, петли обратной связи и другие динамические процессы взаимодействуют, создавая сложную организацию. Она охватывает теорию управления и социальные и экономические системы. В своей простейшей форме кибернетика изучает системы обратной связи, которые обычно «мотивированы одной или несколькими целями, которые могут быть известными или неизвестными». Ее часто изучают вместе с другими областями, такими как механика, электроника, машиностроение, производство и другими, такими как экономика.

Теория управления и контуры обратной связи в той или иной форме можно найти в большинстве современных технологий. Например, в системной инженерии теория управления используется для проектирования и реализации автоматизированных систем управления, а в исследованиях операций теория управления используется в задачах линейного программирования. В информатике и системной инженерии контуры обратной связи также используются для проектирования и реализации сетей электронной связи. Многие современные формы вычислений имеют как реализацию, основанную на теории управления, так и основанную на модели или абстракцию, основанную на кибернетике.

В теории архитектуры кибернетика имеет долгую и иногда противоречивую историю. В философию кибернетики встроена концепция, согласно которой целью научного изучения явлений жизни является достижение интеллектуального контроля над ними. Другими словами, кибернетика стремилась достичь абсолютного контроля над предметом. Поскольку кибернетика занимается механикой сложной системы, она оказывает сильное влияние на физические аспекты строительства зданий. Примером этого является строительство Олимпийской деревни для летних Олимпийских игр 1996 года, которое было признано Американским обществом инженеров-строителей самой передовой технологией в архитектуре, поскольку для управления зданиями использовались встроенные компьютерные системы, управляемые данными. Компьютерные системы обеспечивали эффективное удаление отходов, чтобы сэкономить деньги на санитарии. Основные здания были оптимизированы для эффективного энергопотребления и спроектированы таким образом, чтобы можно было легко заменить простые силовые кабели. Это привело к меньшему повреждению зданий в случае пожара. В зданиях были встроены многие устройства и компьютерным управлением. Во многих смыслах Олимпийская деревня является символом утопического кибернетического архитектурного движения.

Теории человеческого поведения и принятия решений известны сотни лет. Однако только относительно недавно психологи получили представление о факторах, которые способствуют принятию решений людьми, и о том, как на их решения влияют сенсорная, моторная и когнитивная обработка информации. Современная психология изучает влияние этих факторов на людей, чтобы понять, как люди думают, действуют и взаимодействуют друг с другом. Современные открытия в области психологии используют компьютеры для помощи в своих экспериментах. Компьютеры могут моделировать процессы в мозге человека и позволяют исследователям проводить новые эксперименты в этой области.

Революция в молекулярной генетике стала водоразделом для нейробиологов, поскольку молекулярная биология в сочетании с относительно недавними достижениями в области электрохимии и оптогенетики создала множество экспериментальных инструментов для изучения мозга. Это позволило нейробиологам понять функциональную архитектуру и организацию мозга, а также определить роль нейронных сетей в мозге, особенно в познании. Идея нейронных сетей в головном мозге возникла в результате изучения биологической модели нервной системы, в которой клетки были разделены на определенные функционально интегрированные группы, причем группы, обладающие одним и тем же типом функций, имели наиболее сильную взаимосвязь. Благодаря открытию молекулярно-генетических основ функционирования нервной системы, таких как роль факторов транскрипции и белков в формировании нейронной сети, а также биофизики экспрессии генов, появился ряд генетических инструментов для изучения взаимосвязи между молекулярной генетикой нейронных сетей. Сегодня понимают, что нейробиологические механизмы, лежащие в основе познания, являются результатом глобальных сетей мозга, образованных десятками тысяч нейрональных клеток.