Принципы нервоной организайии мозга. История нейробионики как науки. Возможноти нейробионики. Открытые горизонты и цели нейробионики. Нейробионические структуры как эффективная элементной база для создания роботов и механических конечностей.
Аннотация к работе
Процессы в нейронных структурах мозга давно привлекают к себе внимание специалистов, разрабатывающих новые принципы построения эффективных информационных систем. Выявление принципов нейронной организации мозга становится теперь особенно актуальным в связи с возникновением идей по созданию многоканальных вычислительных систем с параллельной обработкой информации, разработкой автономных управляющих систем типа роботов, развитием идей искусственного интеллекта. Основной задачей нейробионики является исследование нейронной организации мозга, направленное на разработку новых принципов построения искусственных информационных систем из нейроподобных элементов.Моделирование речевого поведения человека и ассоциативной памяти, также бы проведены разработки методик исследований электрической активности структур головного мозга и отдельных нейронов, управлению основными нервными процессами в головном мозге с помощью электрических токов и магнитного поля[5]. Биологические науки позволяют создать новые технические средства и инженерные решения, дающие возможность человеку неизмеримо увеличить как свои возможности, так и власть над окружающей его средой. Также нейробионика может помочь конструктору ЭВМ в создании необычайно емкой памяти машины; конструктору приборов эта наука способна будет предложить новые варианты высокочувствительных электронных "глаз", "ушей", "носа". Нейробионика поможет врачу в автоматизации наркоза и анабиоза, позволит добиться управления возбуждением и торможением в центральной нервной системе, сформировать надежные методы оценки нервно-психологического состояния человека. Использование, с одной стороны, биологических принципов для познания собственного организма, работы нашего мозга, с другой стороны - создание новых совершенных механизмов, машин, систем, базирующихся на использовании биологических принципов деятельности, сформировавшихся на протяжении миллионов лет эволюции живого на земле.Рассмотрение процессов переработки информации в живых организмах и автоматах явилось основой создания двух направлений: биокибернетики, цель которой изучить процессы управления в живых организмах, используя методы кибернетики, и бионики, применяющей принципы управления в живых системах при создании новых кибернетических систем. Соответственно следует определить нейрокибернетику как направление, связанное с изучением процессов управления и переработки информации в нервной системе, и нейробионику - как наиболее перспективный раздел бионики, ставящий своей целью изучение и моделирование деятельности нервной системы человека и животных для нужд техники. Что уж говорить о микро миниатюрности и надежности элементов мозга: считают, что плотность нейронов мозга человека - 225 млн. элементов в см3; ежедневно в нашем мозгу отмирает 100 тыс. нервных клеток, однако в нормальных условиях он не теряет своей работоспособности; считается, что объем памяти человека достигает минимум 1013 бит информации. В круг проблем бионики и нейробионики входит изучение и моделирование жизнедеятельности высокоорганизованных организмов, корректировка их поведения (управление сигналами живого организма техническими устройствами, например, использование сигналов глазодвигательной системы для управления летательными объектами в условиях большой перегрузки, так и управление функциями мозга и других его систем для нормализации и интенсификации его деятельности). Одной из дальнейших целей является использование биологических принципов для познания собственного организма, работы нашего мозга, с одной стороны, и с другой - создание новых совершенных механизмов, машин, систем, базирующихся на использовании биологических принципов деятельности, сформировавшихся на протяжении миллионов лет эволюции живого на земле.Совершенствуясь и эволюционируя в течение миллионов лет, живые организмы научились жить, передвигаться и размножаться с использованием минимального количества энергии. Перспективные биоинтеллектуальные системы автомобиля смогут самостоятельно совершенствовать собственный дизайн и менять свою форму самыми разнообразными способами, например, добавляя недостающий материал в определенные части конструкции, изменяя химическим состав отдельных узлов и т.д. Бионический принцип преобразования информации в самой общей форме заключается в том, что элементарные образы разной сложности посредством специальной организации нейроподобных сетей отображаются в точки на специальных экранных поверхностях. При изменении сигнала на таком экране происходит перемещение отображающих сигнал точек - перемещение возбужденной области по множеству детекторов. Замечательным свойством сетей из нейроподобных; элементов является то, что на входе анализирующих структур используются обладающие малой селективностью элементы, а на выходе таких структур в результате специальной организации связей между нейроподобными элементами образуются элементы с высокой селективностью.