Адаптивное управление

Движущим фактором и функциональной основой адаптивного уп­рав­ления является подражание. Из всех целенаправленных функций под­ражание требует наименьшей памяти, так как объект подражания пос­тоянно служит образцом.

Можно выделить три основные формы адаптивного управления:

1) простое подражание;

2) "зацепление";

3) закрепление удачного случая.

Эти формы можно рассматривать и как этапы усовершенствования пове­де­ния системы.

Пока каждая функция может выполняться автономно и не требует­ся со­труд­ничество, простое копирование лучших образцов поведения поз­­во­ля­ет сис­теме приспосабливаться к меняющейся среде.

При помощи "зацепления" реализуются совместные, последо­ва­тель­но свя­зан­ные функ­ции, имеющие общую подфункцию, завершаю­щую од­ну функцию и начинающую следую­щую. Когда образец подра­жа­ния за­канчивает функцию стыковочной подфункцией, а подра­жающая сис­те­ма начинает с нее другую функ­цию, то организуются две под­груп­пы, по­мо­гающие друг другу.

Закрепление удачного случая - необходимый фактор адаптации в из­ме­няю­щейся среде. Случайные отклонения от "канонического" вы­пол­не­ния функ­ции происходят все время, однако в неизменной среде они ни­велируются и не приводят к заметным последствиям. В изменяющейся среде случайности стано­вят­ся фактором прогресса.

Удачный вариант становится объектом подражания, и действие от­бора при­водит к закреплению изменений морфологически.

Например, в биологических системах модификация функции раз­ви­вается в новую функцию, за функцией следует новый орган, а затем - особь нового вида.

Различие в условиях и деятельности разных частей системы (на­при­мер, на периферии и в центре) тоже приводит к изменению мор­фо­логии. При этом од­но­временно растут размер и сложность системы, так что адап­тивное управление способствует развитию.

Адаптивное управление присуще системам, состоящим из боль­шо­го чис­ла квази­ав­то­ном­ных одинаковых систем (подсистем), когда интел­лек­туальные воз­мож­ности - тезаурус - каждой подсистемы ограничены, а свя­зи между подсис­те­ма­ми слабы. Поэтому цельного отображения си­туа­­ции в такой системе нет, нет и специального координирующего и уп­рав­ляю­щего органа. Основой выработки управленческих действий в под­сис­те­мах является подражание лучшим образ­цам, самоприспособление к груп­повой деятельности - адаптация.

Наиболее широко адаптивное управление распространено в мире на­се­ко­мых, где оно играет спасительную роль, формируя совместную дея­тель­ность де­сят­ков и сотен тысяч особей, каждая из которых обладает очень ограниченным, сформированным генетически и неспособным к за­мет­ному развитию в течение жизни тезаурусом и незначительными сред­ст­вами обмена информацией с убо­гим алфавитом.

Система "муравейник" или "пчелиная семья", например, тем не ме­нее, гиб­ко реагирует на изменение ситуации, демонстрируя в высшей сте­пе­ни целесо­об­раз­ное поведение. Хотя отдельные особи в колонии насе­ко­мых ведут себя до не­лепости стереотипно, колония в целом восхищает нас своей разумностью, гибкостью, способностью приспосабливаться к самым необычным условиям. Отдельные виды насекомых просу­щест­во­ва­ли миллионы лет, пережив вели­чай­шие катаклизмы, - и все это благо­да­ря адаптивному управлению внутри групп и колоний.

Программное управление может эффективно обеспечить коорди­на­цию ди­на­мических процессов (механических, химических, электри­чес­ких и др.) в прос­тых ситуациях. Адаптивное управление оказывается эф­фек­тивным в ряде вы­рож­денных и сложных ситуаций.

Централизация усиливает возможности программного и адаптив­но­го уп­рав­ления, обеспечивает максимальную экономию. Благодаря уп­рав­ле­­нию осу­щест­вляется координация на информационном уровне.

Это не только экономный, но, вероятно, единственный реальный спо­соб обеспечения оперативной координации, так как вещественные и энер­гетические процессы протекают несравненно медленнее информа­цион­ных.

Программное и адаптивное управления сначала моделируются, а затем пе­ре­ходят на исполнительный уровень.

Оба вида управления могут действовать совместно и очень сла­же­но. На­при­мер, человек отдергивает руку от горячего предмета рефлек­тор­но, но при этом происходит точная координация движения, свиде­тельст­вую­­щая о жестком программном управлении.

Итак, адаптивное управление не связано с априорными альтерна­ти­ва­ми и априорным алфавитом поведений. Хотя элементы поведения под­сис­тем состав­ля­ют конечный алфавит, последовательность комби­на­ций и их сочетания фор­ми­руют для системы практически неогра­ни­чен­ные возможности, что может дать положительный результат (высокое ка­чест­во управления), если допустимое число проб, определяемое числом под­сис­тем высшего уровня, достаточно ве­ли­ко.

Адаптивное управление наименее детерминировано и предъявляет ми­ни­маль­ные требования к объему априорной информации. Центр тя­жес­ти морфо­ло­гического совер­шенст­ва системы переносится от структу­ры (совершенство ко­торой определяет качество програм­много управ­ле­ния) на элементный состав.

Оптимальность адаптивного управления обычно оценить трудно, так как критерий управления здесь определен менее строго.