pojazd Braitenberga
Pojazd Braitenberg to koncepcja stworzona w ramach eksperymentu myślowego przeprowadzonego przez włosko - austriackiego cybernetyka Valentino Braitenberga . Książka modeluje świat zwierząt w minimalistyczny i konstruktywny sposób, od prostych zachowań reaktywnych (takich jak fototaksja ), poprzez najprostsze pojazdy, aż po tworzenie pojęć, zachowania przestrzenne i generowanie pomysłów.
W przypadku najprostszych pojazdów ruch pojazdu jest bezpośrednio kontrolowany przez niektóre czujniki (na przykład fotokomórki). Jednak wynikające z tego zachowanie może wydawać się złożone, a nawet inteligentne.
Mechanizm
Pojazd Braitenberg to agent, który może autonomicznie poruszać się w oparciu o dane wejściowe z czujników. Ma prymitywne czujniki , które mierzą pewien bodziec w punkcie, oraz koła (każde napędzane własnym silnikiem), które działają jako siłowniki lub efektory. W najprostszej konfiguracji czujnik jest bezpośrednio podłączony do efektora, dzięki czemu wykryty sygnał natychmiast wywołuje ruch koła.
W zależności od tego, jak czujniki i koła są połączone, pojazd wykazuje różne zachowania (które mogą być zorientowane na cel). Oznacza to, że w zależności od okablowania czujnik-silnik wydaje się dążyć do osiągnięcia pewnych sytuacji i unikania innych, zmieniając kurs, gdy sytuacja się zmienia.
Połączenia między czujnikami i siłownikami dla najprostszych pojazdów (2 i 3) mogą być ipsilateralne lub kontralateralne oraz pobudzające lub hamujące, tworząc cztery kombinacje z różnymi zachowaniami zwanymi strachem, agresją, sympatią i miłością. Odpowiadają one biologicznym dodatnim i ujemnym podatkom występującym u wielu gatunków zwierząt.
Przykłady
Poniższe przykłady to niektóre z najprostszych pojazdów Braitenberga.
Pojazd 1 — poruszanie się
Pierwszy pojazd ma jeden czujnik (np. czujnik temperatury), który bezpośrednio stymuluje jego pojedyncze koło w sposób wprost proporcjonalny. Pojazd porusza się idealnie tylko w jednym wymiarze i może stać w miejscu lub poruszać się do przodu z różną prędkością w zależności od zmierzonej temperatury. Kiedy w grę wchodzą siły takie jak tarcie asymetryczne, pojazd może odchylić się od ruchu prostoliniowego w nieprzewidywalny sposób, podobny do ruchu Browna.
To zachowanie może być rozumiane przez ludzkiego obserwatora jako stworzenie „żywe” jak owad i „niespokojne”, nigdy nie zatrzymując się w swoim ruchu. Niska prędkość w regionach o niskiej temperaturze może być interpretowana jako preferencja dla obszarów zimnych.
Pojazd 2a
Nieco bardziej złożony środek ma dwa (lewy i prawy) symetryczne czujniki (np. detektory światła), z których każdy stymuluje koło po tej samej stronie ciała. Nośnik ten reprezentuje model ujemnej tropotaksji zwierzęcej . Przestrzega następującej zasady:
- Więcej światła w prawo → prawe koło obraca się szybciej → skręca w lewo, z dala od światła.
Jest to bardziej efektywne zachowanie jako ucieczka od źródła światła, ponieważ stworzenie może poruszać się w różnych kierunkach i ma tendencję do orientowania się w kierunku, z którego pochodzi najmniej światła.
W innym wariancie połączenia są ujemne lub hamujące: więcej światła → wolniejszy ruch. W tym przypadku agenci oddalają się od ciemności w kierunku światła.
Pojazd 2b
Agent ma te same dwa (lewy i prawy) sensory symetryczne (np. detektory światła), ale każdy pobudza koło po drugiej stronie ciała. Przestrzega następującej zasady:
- Więcej światła w lewo → prawe koło obraca się szybciej → skręca w lewo, bliżej światła.
W rezultacie robot podąża za światłem; porusza się, aby być bliżej światła.
Zachowanie
W złożonym środowisku z kilkoma źródłami bodźców pojazdy Braitenberg będą wykazywać złożone i dynamiczne zachowanie.
W zależności od połączeń między czujnikami i siłownikami pojazd Braitenberg może zbliżyć się do źródła, ale go nie dotknąć, uciec bardzo szybko lub zakreślić okręgi lub ósemki wokół punktu.
To zachowanie jest niewątpliwie ukierunkowane na cel, elastyczne i adaptacyjne, a nawet może wydawać się inteligentne, tak jak karalucha przypisuje się minimalną inteligencję. Jednak działanie agenta jest czysto mechaniczne, bez przetwarzania informacji lub innych procesów pozornie poznawczych . [ wymagane wyjaśnienie ]
Roboty analogowe , takie jak te stosowane w robotyce BEAM , często wykorzystują tego rodzaju zachowania.
Zobacz też
- Notatki
- Lambrinos D., Scheier Ch. (1995). Rozszerzone architektury braitenberga [ stały martwy link ] . Raport techniczny AI Lab nr. 95.10, Wydział Informatyki, Uniwersytet w Zurychu.
- Headleand, Chris, Llyr Ap Cynedd i William J. Teahan. „Zjadacze jagód: nauka koncepcji kolorów z oceną ewolucji opartą na szablonach”. ALIFE 14: Czternasta konferencja na temat syntezy i symulacji żywych systemów. Tom. 14.
Linki zewnętrzne
- Strona domowa Valentino Braitenberga
- Programowy symulator pojazdu Braitenberg
- Kolejny symulator pojazdów Braitenberg pozwala bawić się różnymi ustawieniami, pojazdami i źródłami
- Plac zabaw Apple na pojazdach Braitenberg , plac zabaw APPLE w języku SWIFT, który implementuje niektóre pojazdy Braitenberg, pozwala eksperymentować w bardzo interaktywny sposób.