Машинка Брайтенберга
«Машинка Брайтенберга» (Шаблон:Lang-en) — концепция, задуманная в мыслительном эксперименте итало-австрийским кибернетиком Валентино Брайтенбергом. Хотя движение машинки непосредственно управляется простейшими «глупыми» датчиками — например, фотоэлементами, — наблюдаемое поведение машинки может казаться сложным, целенаправленным или даже «разумным».
Механизм
Машинка Брайтенберга — это устройство, которые может автономно передвигаться на основании входных данных. Она снабжена примитивными датчиками, которые измеряют некий стимул, и колесами, каждое из которых управляется собственным двигателем, которые функционируют как исполнительные механизмы (эффекторы). В простейшей конфигурации датчик непосредственно подключается к эффектору, и воспринимаемый датчиком сигнал непосредственно вызывает вращение колеса.
В зависимости от того, как именно подключены датчики и моторы, машинка демонстрирует различное поведение (которое может быть целевым). Это означает, что, в зависимости от способа соединения датчика c двигателем, машинка может «стремиться» к достижению определенных целей либо «избегать» прочих, меняя направление движения при изменениях во внешней среде.
Связи между датчиками и эффекторами у простейших машинок (2 и 3) могут быть ипсилатеральными (то есть связывать датчик с эффектором на той же стороне) или контралатеральными (связывать датчик с эффектором на противоположной стороне), а также возбуждающими или тормозящими. Различные комбинации этих факторов приводят к возникновению различных наблюдаемых поведений, получивших условные обозначения «страх», «агрессия», «симпатия» и «любовь».
Примеры
Следующие примеры — некоторые из самых простых машинок Брайтенберга.
Машинка 1
Эта машинка имеет единственный датчик (например, датчик температуры), который напрямую управляет её единственным двигателем, прямо пропорционально значению, получаемому с датчика. Машинка может стоять неподвижно или двигаться вперед с переменной скоростью. На малых скоростях (то есть при низкой температуре) трение сделает движение мащинки непредсказуемым, напоминающим броуновское движение.
Такое поведение может быть понято человеком-наблюдателем как «живое», похожее на насекомое и «беспокойное», никогда не останавливающееся в своем движении.
Машинка 2a
Несколько более сложная машинка имеет два датчика — например, светочувствительных, — расположенных симметрично относительно её продольной оси, каждый из которых управляет двигателем колеса со своей стороны. Эта машинка представляет собой модель отрицательного животного тропотаксиса. Если левый датчик освещён сильнее правого, то левое колесо будет вращаться быстрее правого, тем самым разворачивая машинку вправо, в направлении от источника света — тем самым машинка будет «избегать» света. Если же пропорциональность связи будет обратной, то есть повышение освещённости будет вызывать замедление вращения колеса, то машинки будут, напротив, стремится из темноты к источнику света.
Машинка 2b
Машинка имеет те же два симметрично расположенных датчика — например, светочуствительных, — однако каждый из них управляет двигателем колеса с противоположной стороны. Такая машинка будет, наоборот, стремиться к свету: если левый датчик освещён сильнее правого, то правое колесо будет вращаться быстрее левого, тем самым разворачивая машинку влево — направляя её на источник света.
Поведение
В сложной среде с несколькими источниками стимулов машинки Брайтенберга будут проявлять сложное и динамичное поведение. В зависимости от того, какие соединения произведены между датчиками и моторами колёс, машинка Брайтенберга может передвигаться вблизи источника света, но не прикасаться к нему; быстро «убегать» ои него, или описывать круги или «восьмёрки» вокруг точки.
Такое поведение выглядит целенаправленным, гибким и адаптивным, и может показаться даже немного «разумным» — с тем минимальным интеллектом, который обычно приписывают таракану. Но тем не менее её функционирование является чисто механическим, без какой-либо обработки информации или иных когнитивных процессов.
Часто простейшие роботы реализует подобные виды поведения.
