Журнал Наука и жизнь, 2000 № 02

В начале декабря завершена полная расшифровка 22-й хромосомы человека, в ней около 800 генов и 33,5 миллиона нуклеотидов. Осталось прочитать еще 23 хромосомы.

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УДОБРЕНИЕ

Американец Дэн Карлсон разбрызгивает раствор минеральных удобрений (фосфор, калий и азот) на листья растений, а затем облучает их ультразвуком с частотой от трех до пяти килогерц. В результате урожайность увеличивается на 20—100 процентов. Как предполагает автор идеи, ультразвук раскрывает устьица — поры регулируемого диаметра, которые имеются на нижней поверхности листьев и служат для газо- и водообмена с атмосферой. С помощью своего метода Карлсон выращивает кукурузу трехметрового роста и тыквы диаметром полтора метра (см. фото). Эти достижения уже попали в Книгу рекордов Гиннесса.

АЛКОГОЛЬ ПОЛЕЗЕН ДЛЯ ПЕЧЕНИ?

Физиологи из университета канадской провинции Манитоба сравнивали скорость регенерации печени после ранения у трех групп крыс: пивших только чистую воду, получавших с водой довольно большое количество алкоголя и тех, в поилку которым подливали слабый раствор спирта. Оказалось, что небольшие дозы алкоголя, в пересчете на человека соответствующие потреблению до полутора литров пива в день, ускоряют заживление печени.

Медики подчеркивают, что, во-первых, эти опыты нуждаются в проверке другими лабораториями, а во-вторых, не все, что полезно крысам, столь же полезно и человеку.

ХОЛОДНЫЕ РУКИ, ГОРЯЧАЯ ГОЛОВА

В Национальном институте прикладных наук (Франция) разработан сверхточный термометр, датчик которого приклеивается на висок и измеряет температуру головного мозга.

С помощью этого уникального прибора уже получен интересный результат. Оказывается, при выполнении вычислений в уме температура мозга повышается на несколько сотых долей градуса, а температура кожи падает на 0,3 градуса Цельсия. Связано это с тем, что при усиленной умственной деятельности сосуды кожи сужаются. В результате поток крови через кожу сокращается, она меньше охлаждается и приходит к мозгу немного более теплой.

В рубрике использованы сообщения журналов и газет «Economist», «Nature», «New Scientist» и «The Week» (Англия), «Bild der Wissenschaft», «PM-Magazin», «Spiegel» и «VDI-Nachrichten»(Гзрмания), «Recherche» и «Sciences et Avenir» (Франция), а также сообщения агентства LPS (Англия).

Доктор физико-математических наук А. ЖДАНОВ, заведующий Отделом имитационных систем Института системного программирования РАН.

Первая часть данной статьи была опубликована в предыдущем номере журнала (см. «Наука и жизнь» № 1, 2000 г.). Мы вынуждены принести извинения за досадное смешение строк в таблице на первой странице статьи, произошедшее из-за чрезмерной интеллектуальности компьютерных систем подготовки текстов. Любознательный читатель, конечно, догадался, что таблица должна иметь следующий вид:

Надо заметить почти без иронии, что ошибки не только свойственны проявлениям высшей нервной деятельности, но и необходимы ей для поиска и получения новых знаний. Вспомним, что на населенном учеными летающем острове «Лапута» в романе Свифта о Гулливере практиковалось случайное смешение слов, порождавшее иногда фразы, похожие на осмысленные. Эти фразы тут же записывались в анналы научных трудов лапутянцев. Генерация случайных последовательностей чисел, символов, слов, звуков, графических элементов и других объектов очень часто используется в современных системах искусственного интеллекта для самых разных целей. Существует даже мнение, опубликованное в научной работе Р. С. Нахмансона, что наличие случайности в поведении какой-либо системы (даже элементарной частицы) есть признак ее интеллектуальности.

Итак, в первой части статьи был описан подход к построению модели нервной системы, вытекающий из исходных представлений о дискретности, автономности, аппаратной приспособленности и минимуме исходных знаний управляющей системы. Конечно, построить подобную систему «автономного адаптивного управления» (ААУ) в полном объеме — задача непростая, поскольку каждая из входящих в нее подсистем должна решать весьма сложную задачу, составляющую в наше время предмет отдельных научных направлений. Напомним, что речь идет о таких задачах, как автоматическая классификация и распознавание, поиск и представление знаний, моделирование эмоций, принятие решений, и некоторых других. Однако даже самые простые по реализации варианты подсистем, решающих такие задачи, объединенные в единое целое — управляющую систему ААУ, дают новый эффект. Коротко опишем некоторые примеры управляющих систем, построенных по принципу ААУ.

Желая найти практическое применение разработанному нами методу «автономного адаптивного управления», мы обратились в НПО им. С. А. Лавочкина, где разрабатываются системы управления для некоторых автоматических космических аппаратов. Специалисты НПО поставили нам задачу: построить систему управления угловым движением (поворотом и стабилизацией в пространстве) автоматического космического аппарата на основе нашего метода. Дело в том, что существующие системы управления дают ограниченную точность ориентации (±0,1 угловой секунды), которой недостаточно для некоторых космических аппаратов. В этих системах управление строится на основе математической модели углового движения космического аппарата. Параметры модели, учитывающие такие факторы, как невесомость, вакуум, резкие перепады температуры, измеряются на наземных испытательных стендах. Естественно, что такие измерения не могут быть точными, поскольку полностью воспроизвести уникальные условия реального космоса невозможно. Кроме того, детерминированная математическая модель не позволяет учесть возможность случайных изменений свойств космического аппарата в ходе полета. Необходима адаптивная схема управления, когда управляющая система автоматически подстраивается к текущим свойствам объекта управления.

Корпус космического аппарата можно представить как твердое тело с набором упругих нелинейных осцилляторов — антенн, солнечных батарей, навесного оборудования и т. п.

Корпусу аппарата надо придать требуемое угловое положение в пространстве и поддерживать его в этом положении заданное время. На космический аппарат действуют возмущения от солнечного ветра, магнитного поля, утечек газа. Возникающие отклонения можно устранить, раскручивая один из приводов — маховиков, что приведет к повороту аппарата в обратную сторону. Но трудно рассчитать заранее, каким будет движение аппарата в ответ на движение маховика. Помочь может адаптивная система управления Pilot.