От мехатронизации до мехатроницизма

От мехатронизации до мехатроницизма
Виктор Сергеевич Камлюк

Дмитрий Викторович Камлюк

Предлагается новая парадигма современного этапа развития науки и техники, человечества в целом, возникшая на основе новой совокупности концепций, мехатронизация. Рассмотрены научно – технические концепции, определяющие конкретные исследования и разработки, объединенные данной парадигмой, актуализируется понятие мехатронизация, сформулированы задачи мехатронизации, предлагается новое мировоззрение – мехатроницизм, даны общие характеристики направлений мехатронизации, акцентируется внимание на двуединой задаче мехатронизации. Рассмотрена роль централизации и децентрализации информационного пространства, рассмотрены кластеры инновационных наук в мехатронизации. Предложены степени мехатронизации, во взаимосвязи с уровнем развития искусственного интеллекта, применяемого в мехатронизированной системе.

Виктор Камлюк, Дмитрий Камлюк

От мехатронизации до мехатроницизма

Предисловие

20-ый век был веком кибернетики и автоматизации. Кибернетика, как наука привнесла в общество понятие «обратная связь», общие закономерности получения, хранения, преобразования и передачи информации в сложных управляющих системах. Рука об руку с ней появилось направление научно-технического прогресса – автоматизация.

Сказать, что это две сестры прогресса видимо нельзя, скорее это мать и дочь. Использование методов математического моделирования и саморегулирующих технических средств позволило автоматизации максимально уменьшить степень участия человека в выполняемых операциях и трудоёмкость выполняемых операций. Термин автоматизация начал широко использоваться после того как в 1947 году, Форд создал отдел автоматизации.

21-ый век будет веком мехатронизации. Кибернетика и автоматизация ее основа. Наукой развития нового направления научно – технического прогресса на данном этапе является мехатроника, но ее взаимодействие с другими науками будет сопровождаться взаимным проникновением свойств одних в другие, в результате чего они будут меняться в рамках мехатронизации. Это наука и техника, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами.

Электротехнический. Сюда относят механические звенья, передачи, электродвигатели, рабочий орган, дополнительные электротехнические элементы, сенсоры. Все составляющие применяются для того, чтобы обеспечить необходимые движения. Особую важность для корректного выполнения поставленных задач имеют сенсоры. Они собирают данные про состояние объекта работ и внешней среды, непосредственно мехатронного устройства и его составляющих.

Электронный. Сюда относят микроэлектронные устройства, силовые преобразователи и измерительные цепи.

Компьютерный. Сюда относятся микроконтроллеры и электронно-вычислительные машины высшего уровня.

Одной из актуальных проблем экономики является повышение эффективности за счет внедрения инновационных технологий. Одним из перспективных способов повышения эффективности является применение комплексных интеллектуальных компьютерных технологий, представляющих собой вычислительные структуры, состоящие из большого количества однотипных элементов, каждый из которых выполняет относительно простые функции ? искусственных нейронных сетей (ИНС).

Процессы в искусственных нейронных сетях иногда ассоциируют с процессами, происходящими в нервной системе живых организмов, которой необходима минимальная информация об объекте и которая производит параллельную обработку информации, значительно увеличивая скорость обработки.

Использование нейросетевых подходов, нечеткую логику, эволюционное моделирование и сочетания этих подходов, позволяет получать оценочные характеристики технологических процессов в условиях промышленного внедрения.

Появление искусственных нейронных сетей, искусственного интеллекта напрямую подводит нас к вопросу о централизации и децентрализации процесса управления.

Централизация – основа существования жизни в прошлом и этой централизации были посвящены все помыслы фараонов, царей и жрецов. Естественно это нашло отражение в архитектуре того времени. В период строительства египетских пирамид предположить другую организацию социальной жизни было невозможно

Пирамида характеризует собой централизацию власти в руках фараонов, царей и жрецов, а именно четыре стороны пирамиды – это четыре части света, и по всей Земле в подтверждение этого образа организации жизни строились пирамиды. Правда, некоторые из них строились с усеченными вершинами, с организацией наверху площадки для жертвоприношения. Таким образом, стоящим внизу указывалось на то, что централизация требует жертв. Можно условно считать, что это время жизни планеты Земля подчинялось «закону египетских пирамид».

Но с момента парламентаризма, института президентства «закон египетских пирамид» был нарушен и с тех пор закон все больше и больше совершенствуется. А что же наука? Наука с момента становления в 16 – 17 веках и в ходе исторического развития превратилась в важный социальный институт, оказывающий значительное влияние на жизнь в целом.

Она изначально была более демократична в сравнении с социальной жизнью и ее развитие до нашего времени совершенствует «закон египетских пирамид». В технике тоже происходят изменения в иерархии приоритетов в управлении. Целевые функции верхнего и нижнего уровней обычно гармонизируются слабо. Это вынуждает вводить соответствующие коррективы в целевые функции нижнего уровня. В этом случае необходимо сохранить упорядоченность.

Аксиома упорядоченности – это когда для задач принятия решений на верхнем уровне объединяются задачи принятия решений нижнего уровня и когда в целом находится решение задачи принятия решений. Как в жизни, так и в науке, и в технике.

С появлением искусственных нейронных сетей, искусственного интеллекта стало меняться мировоззрение людей.

В конце XVIII века многие ученые придерживались материалистической линии развития, главенствующей роли материи и возможности ее изучения. Ученые представляли человека как машину. Это представление характерно для сторонников редукционизма, но в XX-ом веке произошел значительный поворот к холизму.

В природе все взаимосвязано. Среди многих форм связей важнейшей является причинная, определяющая все другие формы. Сущность причинности состоит в порождении одного явления другим. Вместе с тем, причина сама по себе еще не определяет следствия, она зависит от условий, в которых протекает действие причины. Для возникновения следствия нужны все определяющие его факторы – причина и условия. Необходимая обусловленность явлений множеством факторов называется детерминизмом.

Детерминированность – определимость. Под жёсткой детерминированностью процессов в мире понимается однозначная предопределённость, то есть у каждого следствия есть строго определённая причина. В таком смысле детерминированность является антонимом стохастичности.

Все фундаментальные законы классической механики – детерминистические. Именно на этой основе возник механицизм – мировоззрение, объясняющее развитие природы и общества законами механического движения материи, которые рассматриваются как универсальные и распространяются на все виды материального движения.

Предлагается новое мировоззрение – мехатроницизм, в основе которого лежит холизм, объясняющее развитие природы и общества законами интеллектуализированного движения материи во времени и пространстве в бесчисленном множестве форм, объектов и систем.

Ключевые слова: парадигма, мехатронизация, степень мехатронизации, мехатроприводы, графический символ мехатронизации, мехатроницизм, мехатроника, холизм, эмерджентность, зенит, надир, автоматизация, кибернетика, синергетика, бионика, бионизация, редукционизм, идеальное пространство, очувствление, интеллектуализированное движение, самооптимизирующиеся, семантическая память, машины с параллельной кинематикой, миология, неврология, бионик, датчик – душа, остеология, синдесмология, нейробионика, нанотехнологии, нанотрубки, искусственный интеллект (ИИ), искусственная интеллектуальная система (ИИС), искусственное интеллектуальное пространство (ИИП), искусственный супер интеллект (ИСИ), супер источники энергии, устойчивая неустойчивость, неустойчивая устойчивость, децентрализованная централизация, централизованная децентрализация, «закон египетских пирамид», кластер, драйвер, социальная и когнитивная институционализация, транспрофессионал, механицизм, детерминизм, «искусственная вселенная», нейронные сети, «метод центрифугирования», антоним стохастичности, сенсибилизация, цифролизация, фуллерены.

Условные обозначения

АКБ – аккумуляторные батареи

АКУ – аппарат конфигурируемого управления

БИД – базовые исполнительные движения

ИИ – искусственный интеллект

ИИС – искусственная интеллектуальная система

ИСИ – искусственный супер интеллект

ИНC – искусственные нейронные сети

МПК – мехатронные машины с параллельной кинематикой

МЭМС – микро электромеханические системы

НЛО – неопознанные летающие объекты

ПЭП – пьезоэлектрических преобразователей

РИТЭГ – радиоизотопные термоэлектрические генераторы

СИЭ – супер источник энергии

Введение

В конце XX века и вначале XXI века происходит переход к информационному обществу, сопровождающийся лавинообразным ростом накапливаемой информации, и её обесценивания за 4-5 лет, в связи с этим приходится мобильно реагировать на изменения.

Чем больше информации получает человек об окружающих его объектах, тем в большей степени он раскрывает их сущность, получает возможность целенаправленно воздействовать на них. Уровень развития общества, поэтому во многом зависит от объемов накопленной информации, способов ее хранения, обработки и передачи.

Новая научно-техническая концепция информатизации общества на основе информационных технологий с применением ЭВМ по своей значимости можно сравнить лишь с наиболее выдающимися техническими открытиями в истории человечества; их применение позволило увеличить скорость обработки информации в миллионы раз. Персональный компьютер сделал эти возможности доступными буквально для каждого человека.

Диалектика развития системы такова, что в процессе накопления информации выявляются научные и технические достижения, которые не вкладываются в действующую парадигму и требуется новая.

Еще более подвиг к этому Интернет, возможность общения между собой самых удаленных уголков Земли, проведение управления производством на расстоянии, возможность к более тесному общению людей с психофизическими отклонениями с миром, с себе подобными, например, глухонемые.

Немаловажна следующая научно-техническая концепция – спутниковая и мобильная связь, в которой четко прослеживается фундаментальные результаты науки, воплотившиеся в технике и ставшие мощным ускорителем производства.

Множество других концепций, которые будут рассмотрены в ходе исследований, дают нам совокупность концепций, которые могут быть объединены под новой парадигмой – мехатронизация.