Кибернетическая картина мира. Есть многое на свете, друг Горацио, что недоступно нашим
 Скачать 14.04 Mb.
|
|
1.8. Виртуальные наномиры Нас окружают различные самоорганизующиеся системы: это и живые организмы, которые рождаются, живут и умирают, это и социально-экономические системы, человекомашинные сложно организованные коллективы, которые тоже рождаются, живут и распадаются. К сожалению, технические системы, искусственно созданные человеком, чаще всего не являются самоорганизующи- мися, и людям приходится тратить много времени и ресурсов на их создание и программирование. в связи с развитием нанотехноло- гий во весь рост встает вопрос о создании самоорганизующихся на- ноструктур, ведь складывать из отдельных атомов и молекул нуж- ные людям объекты оказывается очень трудоемким делом. Автор еще в 50-е гг. ХХ в. принимал участие в создании цифро- вых систем управления металлорежущими станками, и тогда тоже вставала задача уменьшения потока информации от человека к ма- шине при программировании обработки деталей на станках [39]. Самая первая ступень программного управления станками – это то- чечное управление, когда задаются координаты отдельной точки. Но если таких точек очень много, то встает вопрос об уменьшении их числа. эту проблему удалось решить путем перехода к контурно- му управлению, когда задавались параметры линии, которую надо было воспроизвести на станке. Но если таких линий было много, то следующий шаг по сокращению потока информации от человека к машине заключался в переходе к поверхностному управлению, когда задавались параметры поверхности, которую надо было обра- ботать на станке. При обработке сложных штампов нужно было вы- брать металл из объемов, и сложилось объемное управление станка- ми, управление на трехмерных многообразиях. в настоящее время станки с программным управлением составляют технологическую основу промышленности, создано много совершенных систем про- граммирования, в которых реализованы и точечное, и контурное, и поверхностное, и объемное управления. дальнейшее сокращение потока информации от человека к машине было достигнуто за счет внедрения адаптивного управления станками, когда в процессе ра- боты параметры системы станок – инструмент – деталь непрерывно измерялись и в процессе обработки вносились коррективы в про- грамму, что позволило существенно повысить качество обработки и производительность как тех, кто заранее программировал работу станков, так и тех, кто непосредственно работал на станках. 48 этот опыт может быть использован и при разработке нанотех- нологий. Но самое главное – перейти к созданию самоорганизую- щихся систем, в этом случае удастся существенно сократить тру- дозатраты на создание наноструктур. Создаваемые наноструктуры должны выполнять задачи, поставленные людьми. Люди должны иметь возможность осуществлять внешнее управление как в про- цессе создания наноструктур, так и в процессе их использования. Если в процессе внешнего управления от людей требуется очень много информации, как в случае точечного программного управле- ния, то необходимо искать другие пути создания наноструктур, с более высоким уровнем самоорганизации. Предшественница нанотехнологий – микроэлектроника, опи- раясь на которую возникла современная вычислительная техника. электронные вычислительные машины появились в конце 40 – на- чале 50-х гг. ХХ в. сразу в нескольких странах – США, Советском Союзе, великобритании и др. за прошедшие 50 лет параметры эвМ улучшились в миллион раз – увеличилось их быстродействие, вы- росли объемы памяти, уменьшились габариты и энергопотребле- ние, уменьшилась их стоимость, и сейчас компьютер – это самая распространенная машина в мире, которая эффективно использу- ется во всех сферах человеческой деятельности. Но информатика и вычислительная техника возникли не на пустом месте, а на мощ- ном фундаменте человеческой культуры, науки и техники. для того чтобы понять феномен возникновения и развития информати- ки и вычислительной техники и определить их перспективы разви- тия в направлении нанотехнологий, необходимо разобраться в том, что такое сложные системы и как они развиваются во времени и пространстве. Ключевым понятием теории и практики сложных систем является самоорганизация. дух нашего времени пронизан идеей самоорганизации в самых разных аспектах. Прежде всего идеей самоорганизации пронизана биология. эво- люция живых организмов – это яркий пример самоорганизации в изменяющихся условиях окружающей среды. во-вторых, жизнь человеческого общества тоже пронизана идеями самоорганизации, семья, предприятие – это ячейки самоорганизации. Сложился гло- бальный социокультурный цикл с петлями обратной связи как в области генерации идей, так и в области генерации продуктов промышленности и их потребления. в качестве третьего примера необходимо указать на естественный язык как на сложную само- организующуюся систему, которой мы все пользуемся и которая 49 лежит в основе культуры по всем аспектам. По сути дела, это три основных источника теории самоорганизующихся систем, которая еще только начинает складываться. все системы можно разбить на три класса по своим размерам. во-первых, человекоразмерные системы, наиболее изученные, ко- торые проще всего наблюдать в развитии; в этих системах вопросы управления и информации занимают важное место. во-вторых, системы, которые много больше человекоразмерных систем, планетарные системы, звезды и галактики, наблюдаемые людьми издревле; но они горазда меньше изучены, в существую- щих моделях этих больших систем нет элементов управления и ин- форматики. в-третьих, системы, которые гораздо меньше человекоразмер- ных систем, – микромир, мир атомов и молекул, изучение которо- го ведется методами атомной физики и нанотехнологий; в моделях этих малых миров опять-таки не используются понятия об управ- лении и информации. Таким образом, перед учеными стоит задача распространить идеи управления и информации, идеи самоорганизации и внешнего управления на системы, которые гораздо больше и гораздо меньше человекоразмерных систем, с учетом их специфики. Необходимые и достаточные условия синтеза нанороботов будут сформулирова- ны в гл. 2. Технология виртуальных миров позволяет сделать реально зри- мыми самые различные наноструктуры, что важно для их анализа и синтеза. Будущее индустрии представляется в виде небольших фабрик, которые по заказу смогут синтезировать самые различные наноструктуры, из которых можно будет строить человекоразмер- ные системы. При этом должны быть решены вопросы утилизации уже использованных систем. в настоящее время мы имеем множе- ство свалок, где хранятся отходы, – использованные вещи от упа- ковок до старых автомобилей, что наносит большой вред экологии. Утилизация этих отходов в настоящее время требует больших тру- довых затрат. Новые технологии должны обеспечить малозатрат- ную утилизацию старых вещей. Наряду с понятием самоорганизации стоит понятие о внешнем управлении той или иной системой. ведь системы существуют не изолированно друг от друга, они оказывают взаимное влияние. в за- висимости от идеологии и экономической и военной мощи отдель- ные страны навязывают другим линию поведения, которая выгодна 50 именно им. Биологические системы развиваются на основе генети- ческой информации, которая им передается от родителей. Ребенок с детства подвергается воздействию родителей, они воспитывают и обучают ребенка, оберегают его от опасностей, но постепенно ребе- нок становится независимым и сам принимает решения. 1.9. Пример системы с внешним управлением (текущие угрозы террористических атак на авиационные системы и их отражение с помощью внешнего управления) Когда говорят о кибернетических системах, то прежде всего имеют в виду системы управления, где относительно небольши- ми усилиями можно достичь очень большого эффекта. Когда Нор- берт винер говорил о кибернетике, то он имел в виду управление и связь в животном и машинах. в наше время приходится говорить об управлении людьми, манипуляцией сознанием и воздействии на компьютерные системы, которые стали неотъемлемой частью си- стем управления самых разных объектов. События последних лет показывают, что транспортные средства (ТС) – самолеты, кораб- ли, автомобили – все чаще становятся орудиями совершения тер- рористических актов, поэтому ниже сделан упор на рассмотрение кибернетических атак именно на транспортные системы. в связи с ростом противоречий терроризм стал неотъемлемым элементом картины мира. Транспортные средства управляются людьми – пилотами, ка- питанами, водителями, и действующая концепция безопасно- сти базируется на том, что эти люди дорожат своей жизнью и так управляют ТС, чтобы прежде всего самим не пострадать, самим не попадать в экстремальные опасные ситуации. Но террористиче- ские акты совершают люди, готовые пожертвовать своей жизнью ради идей, таких людей по мере роста социального неравенства и обострения ситуации становится все больше, что заставляет пере- сматривать саму концепцию безопасности ТС. в этих условиях воз- никла идея внешнего управления ТС, которая заключается в том, чтобы при возникновении экстремальной ситуации отключить из контура управления пилота, капитана или водителя (которые мо- гут находиться под контролем злоумышленников) и ввести внеш- нее управление ТС из специального центра, тем самым не позволив использовать его в качестве опасного оружия [33]. 51 Технической основой для введения внешнего управления явля- ется наличие бортовых вычислительных систем, которые уже сей- час выполняют большой объем работ по управлению ТС. Авиаци- онные вычислительные системы решают сложные навигационные задачи, задачи контроля, диагностики и управления всего самолет- ного оборудования, связи и т. д. в прил. 1 приведены материалы по развитию бортовых вычислительных систем на основе опыта оКБ «электроавтоматика». Корабельные вычислительные системы тоже решают множество задач и позволили значительно сократить количество обслуживающего персонала на борту судна за счет ав- томатизации. Новые поколения автомобилей тоже снабжены вычислительны- ми системами, которые помогают экономить горючее и повышают безопасность движения. Но внедрение внешнего управления яв- ляется сложной проблемой, для решения которой нужно решить много задач как технических, так и психологических, и юридиче- ских. Следует заметить, что развитие ТС идет очень быстрыми темпа- ми, транспортные системы наносят большой экологический ущерб планете, в транспортных авариях гибнет много людей, и становит- ся очевидной необходимость пересмотра всей концепции развития ТС и ее объединения с концепцией безопасности. все ТС должны иметь возможность внешнего управления, что позволит не только повысить безопасность, но и облегчить решение проблем заторов на дорогах и перевозок. для того чтобы решить эти проблемы необходимо иметь ком- пьютерную модель всего транспортного пространства, населенную представителями всех ТС – агентами, которые бы полностью отра- жали местоположение ТС, их характеристики, цели и возможно- сти и т. д., т. е. должен быть построен многопользовательский вир- туальный мир. задача эта непростая, но в наше время достижимая, она может решаться поэтапно, по отдельным регионам, с тем чтобы в будущем охватить всю планету. С помощью многопользователь- ского виртуального мира можно было бы проигрывать различные варианты решения транспортных задач и выбирать оптимальные, исходя из сложившейся ситуации. в системе поддержки управленческих (рис. 1.6) решений могут моделироваться сложные ситуации реального транспортного мира в ускоренном режиме в виртуальном транспортном мире и выби- раться наилучшие решения [33]. 52 Планируется участие в разработке ведущих научно-исследова- тельских, опытно-конструкторских и летно-испытательных ор- ганизаций авиационной отрасли России, специализирующихся в проектировании, эксплуатации и испытаниях: – тяжелых и легких, гражданских и боевых летательных аппа- ратов (ЛА); – бортовых систем автоматического и штурвального управления ЛА; – наземных систем управления полетами; – бортовых и наземных радиосвязных систем, – и других, имеющих большой творческий потенциал, опыт и научно-технический задел в областях: – проектирования, испытаний и эксплуатации ЛА; – проектирования и эксплуатации бортовой аппаратуры и про- граммного обеспечения (По) для бортовых комплексов граждан- ских и военных ЛА; – системной реализации свойств отказоустойчивости и отказо- безопасности комплексов бортового оборудования как эргатиче- ских (человекомашинных) систем; – разработки и эксплуатации стендов имитационного и полуна- турного моделирования; – аттестации ЛА, оборудования и По; – эксплуатации систем управления полетами. в качестве примера успешного решения аналогичной задачи можно указать на беспилотный полет советского космического са- молета «Буран». Рис. 1.6. Система поддержки управленческих решений при использовании многоагентной системы, где каждое ТС представлено своим агентом 53 Настоящая концепция является результатом предварительной проработки решения задачи защиты от использования террори- стами ЛА в качестве оружия массового поражения (разрушения) в Санкт-Петербургском государственном университете аэрокос- мического приборостроения совместно с Санкт-Петербургским опытно-конструкторским бюро «электроавтоматика» – одной из ведущих фирм авиационной отрасли в области интеграции бортового оборудования всех типов самолетов и вертолетов. На основе предложенной концепции может быть разработан ряд технических заданий для поэтапного выполнения работы, цель первого этапа – проведение экспериментального полета тя- желого пассажирского самолета в режиме внешнего управле- ния. Проблема должна решаться с привлечением ведущих зарубеж- ных фирм и организаций. Борьба с международным терроризмом возможна лишь в масштабах всей планеты. При этом кроме техни- ческих проблем возникают чисто юридические проблемы, связан- ные с несовершенством как российского, так и международного за- конодательства. Разработка правовых вопросов внешнего управле- ния осуществляется по двум уровням. На первом уровне произво- дится разработка международного соглашения, где оговариваются следующие вопросы: 1) типы ЛА, оборудованных системами внешнего управления; 2) маршруты полетов, на которые не допускаются ЛА, не обору- дованные системами внешнего управления; 3) порядок допуска к эксплуатации аппаратов с внешним управ- лением; 4) международная и национальная системы инспектирования и проверки положений соглашения; 5) ответственность эксплуатанта, допустившего нарушение кон- кретного положения соглашения. второй уровень – национальное законодательство. Необходимо проанализировать проекты норма- тивных актов, в которых определяется правовое положение нацио- нальных наземных служб внешнего управления, их полномочия, права, обязанности и ответственность, пределы вмешательства в управление ТС через многоагентную систему, правовые основы взаимодействия служб внешнего управления, находящихся на прилегающих территориях как в пределах одного государства, так и на территориях разных государств, механизмы реализации меж- дународных обязательств. 54 концепция бортового комплекса внешнего управления воздушным судном в экстремальных ситуациях обстоятельства, при которых стало возможным применение воздушных судов (вС) в качестве орудия совершения крупных тер- рористических актов в США 11 сентября 2001 года, указывают на целесообразность безотлагательной разработки специальных тех- нических средств обеспечения безопасности вС и его пассажиров и предотвращения террористических актов, при которых управ- ление вС переходит к злоумышленникам. одним и вариантов тех- нической реализации может стать бортовой комплекс внешнего управления (БКвУ) воздушным судном. Настоящая концепция КвУ воздушным судном в экстремаль- ных ситуациях предусматривает взаимодействие БКвУ и наземно- го центра внешнего управления (НцвУ) в составе службы управ- ления воздушным движением и включает в себя функциональные блоки, рассматриваемые далее. Блок выявления экстремальной ситуации на борту ВС. К экс- тремальным ситуациям на борту вС в данной концепции рассма- триваются случаи: – террористических актов, при которых управление вС перехо- дит к злоумышленникам от летного экипажа, члены которого утра- тили работоспособность вследствие ранения, смерти в результате атаки террористов, или экипаж вынужденно подчиняется террори- стам при совершении ими террористического акта; – преднамеренного значительного отклонения вС от предписан- ного службой движения маршрута и профиля полета и угрожаю- щего столкновением с крупным или особо важным объектом на земле; – утраты экипажем работоспособности в силу других причин, например внезапной болезни, отравления или внезапной разгерме- тизации отсеков вС в полете на большой высоте и невозможности воспользоваться индивидуальными кислородными приборами. в качестве признаков экстремальных ситуаций, относящихся к данной концепции, могут рассматриваться: а) нажатие каким-либо членом летного экипажа «тревожной кнопки» с автоматической передачей самолетным ответчиком Со системы вторичной радиолокации в службе управления воздуш- ным движением кодированного сообщения о бедствии и необходи- мости перехода на режим внешнего управления; 55 б) автоматическое определение в вычислительной системе само- летовождения чрезмерного, нелогичного текущего отклонения от линии заданного пути и профиля полета и направления вС в сторо- ну крупных и важных наземных объектов – вероятных целей воз- душных террористов. Координаты потенциальных целей сведены в специальные реестры и введены в память вС или специального дополнительного вычислителя; в) автоматическое определение неработоспособного состояния членов экипажа по таким признакам, как: – ослабление или отсутствие усилия обжатия кистями рук ор- ганов штурвального управления (штурвал или ручка управления самолетом, рукоятки управления двигателями) одновременно обо- ими летчиками в режиме ручного (штурвального) пилотирования вС; – нарушение ритма дыхания при потере сознания; – нарушение или остановка пульса артериального давления обо- их летчиков и др.; г) нарушение логики работы экипажа (или террористов) с борто- вым оборудованием; д) автоматическое распознавание речевых сообщений экипажа и приказов террористов путем сравнения с библиотекой паролей из лексикона летного экипажа и библиотекой речевых угроз и словес- ных команд террористов. во всех указанных случаях распознавание признаков и фор- мулирование вывода о наличии критической ситуации на борту вС должно сопровождаться подключением к бортовому комплек- су связи бортовых акустических, визуальных и параметрических средств и информационных каналов объективного контроля в це- лях передачи информации с борта вС службе управления воздуш- ным движением. При этом к комплексу связи подключаются аку- стические и телевизионные датчики объективного контроля, раз- мещенные в кабине экипажа, на подходах к нему, в пассажирских и грузовых салонах и грузовых отсеках, а также самолетное пере- говорное устройство. Передача информации от перечисленных источников может осуществляться не в реальном времени, а с временным разделени- ем сеансов передачи уплотненных массивов данных, в том числе от бортовых устройств регистрации акустической, визуальной и пара- метрической информации. в реальном масштабе времени, возмож- но, по специальному каналу связи могут передаваться параметры 56 движения вС и работы силовой установки, сигналы ограничитель- ной сигнализации, необходимые для внешнего управления кодо- вые слова обмена информацией. в качестве бортовых средств связи могут быть использованы командные радиостанции Кв- и УКв-диапазонов, система авто- матического обмена данными, самолетный ответчик вторичной радиолокации в режиме S, а также специальный дополнительный радиотелеметрический канал и перспективная низкоорбиталь- ная спутниковая система связи, аппаратура зависимого наблю- дения. Блок принятия решения по введению внешнего управления ВС может располагаться как на борту вС, так и на рабочем месте дис- петчера службы управления воздушным движением и оператора НцвУ. в первом случае решение о переходе на режим внешнего управления принимает экипаж, и оно автоматически передается на рабочее место диспетчера НцвУ. во втором случае на рабочих местах авиадиспетсчера и оператора внешнего управления анали- зируется принятая с борта вС оперативная информация от средств объективного контроля, и решение принимает служба движения после установленных специальных процедур и попыток радиосвя- зи с экипажем терпящего бедствие вС. Блок отключения органов управления полетом и бортовым оборудованием в кабине экипажа и перехода на автоматическое управление полетом принципиально может быть реализован путем перехода на дополнительное. Бортовой комплекс автоматического управления полетом дол- жен обеспечивать полет вС по запрограммированному маршруту или по маршруту, переданному из центра внешнего управления (в составе службы управления воздушным движением) в бортовую вСС, для скорейшего выхода вС к аэродрому посадки с учетом стан- дартных правил выполнения полетов. При этом вСС выполняет стандартные программы вычислений в режимах горизонтальной и вертикальной навигации, используя измерительную информацию от штатных информационно-измерительных и радиотехнических систем и датчиков. в вСС в соответствии со штатным программно- математическим обеспечением формируются команды управления траекторным движением для вычислительной системы управления полетом (вСУП) и управления приборной скоростью (или числом М полета) для вычислительной системы управления тягой (вСУТ) или вСУП. 57 от бортового комплекса связи вСС принимает командную ин- формацию по оперативному изменению программы полета, а при необходимости – и по новым радионавигационным точкам, и дру- гой аэронавигационной информации, и по переключению режимов работы вСС и вСУП. Таким образом, комплекс связи в предлагае- мом БКвУ будет играть роль виртуальных пультов управления и индикации (ПУИ вСС), комплексного пульта радиотехнических средств (КП РТС), пульта управления вСУП (ПУ вСУП). в процессе автоматического полета бортовые системы предупре- ждения о критических режимах полета, система предупреждения о приближении земли, система предупреждения столкновений в воз- духе, система сигнализации и локализации отказов, комплексная информационная система сигнализации работают в штатных ре- жимах. Их сигнализации и команды управления в вСС, вСУП, вСУТ передаются на НцвУ. в качестве дополнительного навигационного датчика для мно- горежимный радиоприемник посадки (БМРП) как базовая рассма- тривается бортовой навигационная система независимого и точно- го определения местоположения вС и посадки в автоматическом режиме. дополнительным радионавигационным средством может стать также комплекс автоматических средств наблюдения и предотвра- щения конфликтных ситуаций в воздушном пространстве – отече- ственная бортовая система автоматического зависимого наблю- дения – вещательного (АзН-в). Система АзН-в должна осущест- влять периодическую (до одного сообщения в секунду) передачу по линиям связи радиовещательного типа без предварительного установления контакта таких параметров как координаты, опо- знавательный индекс вС и т. д. для использования любым заинте- ресованным в этой информации бортовым и наземным пользова- телем. данная концепция отвечает идеям Глобального аэронавигаци- онного плана. Концепция Free flight (CNS/ATM) требует использо- вания четырех базовых комплексов бортового радиоэлектронного оборудования: 1) комплекса средств обмена данными между участниками воз- душного движения о текущем местоположении и направлении дви- жения каждого ЛА; 2) навигационной системы независимого и точного определения местоположения вС и посадки в автоматическом режиме; 58 3) комплекса автоматических средств наблюдения и предотвра- щения конфликтных ситуаций в воздушном пространстве; 4) системы электронной индикации и отображения информа- ции в кабине, обеспечивающей экипаж информацией о параметрах полета и состоянии систем в ясной, логичной и недвусмысленной форме. очевидно, предлагаемая концепция внешнего управления вС в экстремальных ситуациях, как дополнительный комплекс, мо- жет взаимодействовать с перспективным бортовым и наземным оборудованием по концепции Free flight. Программные и аппа- ратные средства, которые могут быть созданы согласно концепции внешнего управления, дополнят комплекс автоматических средств наблюдения и предотвращения конфликтных ситуаций в воздуш- ном пространстве, обеспечат отображение дополнительной инфор- мации на рабочем месте диспетчера управления воздушным движе- нием и оператора с внешнего управления. Кроме того, будет обеспе- чено изменение программ полета по радиотелеметрической линии «земля – борт». Блок нцВу (в составе диспетчерского пункта управления воз- душным движением), где должны вырабатываться сигналы внеш- него управления, передаваемые на борт вС, оборудуется комплек- сом связи. Рабочее место оператора внешнего управления связано с рабочими местами всех диспетчеров управления воздушным дви- жением, в зонах ответственности которых может находиться тер- пящее бедствие вС при внешнем управлении. Рабочее место оператора внешнего управления оборудуется ком- плексом средств отображения параметрической и визуальной ин- формации, наземными дубликатами ПУИ вСС, КП РТС, ПУ вСУП и другими необходимыми пультами управления, имеющими физи- ческую или виртуальную техническую реализацию. оператор внешнего управления в экстремальной ситуации управляет вС через вСС в соответствии с реальной воздушной об- становкой и метеорологическими условиями на маршруте следова- ния вС, координируя свои действия с диспетчерами службы дви- жения, обеспечивающими скорейшее приземление вС на одном из ближайших аэродромов, специально оборудованных дополнитель- ными радионавигационными системами посадки, обеспечивающи- ми автоматическое приземление вС. вместе с оператором внешнего управления может дежурить представитель службы безопасности на воздушном транспорте, осу- 59 ществляющий визуальный и акустический контроль и электронное документирование действий террористов в целях дальнейшего рас- следования, а также дистанционную нейтрализацию террористов путем применение спецсредств. Блок включения данных о терпящем бедствие ВС в многополь- зовательский «виртуальный мир» в целях обеспечения безопас- ного управления воздушным движением представляет собой про- граммный модуль, который используется в многопроцессорной вы- числительной системе АСУ воздушным движением. Блок управления автоматической посадкой самолета в режи- ме внешнего управления включает в себя комплекс аппаратных и программных средств обеспечения автоматической посадки на аэродроме, оборудованном комплексом радиотехнических средств. Разрабатываемое в России, США, Франции радионавигационное оборудование навигации и посадки использует три стандарта: ILS, MLS и GNSS, рекомендованные ICAO для использования в граж- данской авиации. Указанные системы могут использоваться на равных правах. Система ILS была принята в 1950-х гг. и не обеспе- чивает автоматической посадки. Система MLS принята в 1985 г. и обеспечит автоматическую посадку вС в перспективе, по мере обо- рудования аэропортов и совершенствования комплексов бортового оборудования. Глобальная навигационная спутниковая система GNSS в качестве базовой для обеспечения автоматического захо- да на посадку была одобрена Советом ICAO как стандартная в ян- варе 2001 г. (Поправка 76 к тому 1 Приложения 10 к Конвенции ICAO). Рассмотренные функциональные блоки в технической реализа- ции могут представлять собой как самостоятельные технические средства, так и модифицированное По штатных бортовых вычис- лительных систем. Рассмотрим кратко возможные технические ре- шения, которые позволят реализовать концепцию внешнего управ- ления, имея в виду, что внешнее управление сводится: – к участию человека-оператора НцвУ в изменении запрограм- мированного в бортовой вСС маршрута, профиля и скорости по- лета; – к управлению скоростью полета через вСУТ или через про- дольный канал вСУП; – к введению в действие систем вспомогательного управления шасси и механизацией крыла в соответствии с руководством по летной эксплуатации данного типа вС; 60 – к передаче (при необходимости) на борт вС параметров работы наземных радиомаяков радионавигационных систем, если они от- сутствуют в памяти бортового комплекса; – к оперативному изменению траектории движения вС и его угловой ориентации в случаях, когда в целях безопасности полетов и при отказе средств автоматической выработки решений для пре- дотвращения столкновений с другими вС, столкновений с землей и наземными препятствиями, при выходе на критические режимы полета; – к оперативной нейтрализации террористов, проникших в ка- бину экипажа вС, путем применения бортового комплекса спец- средств. Как отмечалось выше, ряд фирм ведут разработку многорежим- ного бортового приемника (MMR). в России такой приемник, раз- рабатываемый под индексом БМРП, обеспечивает возможность посадки по маякам ILS, MLS и GNSS, формируя в режиме полета по спутниковой навигационной системе сигналы отклонения от за- данной траектории посадки вС в ILS-подобном формате. Точность определения координат вС существенно возрастает за счет приме- нения дифференциального режима, в котором используются диф- ференциальные данные при одновременной работе аппаратуры на борту вС с космической группировкой навигационных искусствен- ных спутников земли и с сигналами расположенного на террито- рии аэродрома стационарного радиомаяка, формирующего диффе- ренциальные данные. Таким образом, российская промышленность разрабатывает вы- сокоточные и надежные технические средства обеспечения автома- тической посадки вС, которые делают возможным внешнее управ- ление автоматическим самолетовождением, в том числе полетом по штатному или оперативно измененному маршруту в верхнем и нижнем воздушном пространстве, в зонах подхода, круга, посадки, и автоматический заход воздушных судов на посадку в экстремаль- ной ситуации при отключенных бортовых средствах управления, размещенных в кабине экипажа вС или в его технических отсеках. в современном мире угрозы терроризма будут возрастать, что за- ставит перейти на использование самолетов с внешним управлени- ем. в США готовится законодательный акт, по которому в Америку будут допускаться только самолеты, для которых предусмотрено внешнее управление. Если до недавнего времени приоритетными были требования по экологии, уровню шума и т. д., то сейчас на 61 первое место выходят требования защищенности от террористов. далее, в связи с ростом авиационного сообщения внедрение внеш- него управления позволит упорядочить обстановку на воздушных трассах и в зоне аэропортов и снизить число аварий из-за ошибок людей-пилотов. в настоящее время в автомобильном транспорте тоже рассматривается вопрос о введении внешнего управления для того, чтобы уменьшить хаос на дорогах и пробки. Таким образом, будущее всех транспортных систем связано с внедрением внешнего управления в самоорганизующиеся систе- мы. При разработке новых самолетов, автомобилей и морских су- дов необходимо уже сейчас закладывать возможность внешнего управления. 1.10. лингвистический поворот Просвещение масс, благородная цель прекрасных и передовых людей, начатая софистами и Сократом, сегодня в общем реализо- вана [73]. Никогда еще в истории не было ни в Европе, ни в мире в целом такого количества грамотных людей, людей с универси- тетским образованием, такого числа профессиональных ученых. вместе с тем образование как линза увеличивало и дало возмож- ность увидеть все – и талантливое, и средней руки даровитое, и без- дарное. Никогда до нашего столетия не было у творцов научных и художественных произведений такой квалифицированной и под- готовленной публики, как не существовало и такого пугающего количества тех и других. Никогда обыденный повседневный язык не подходил так близко к научному и литературному, в силу чего и стал возможен так называемый лингвистический поворот. Никог- да у культуры не было стольких каналов, а у потребителей – тако- го выбора. Никогда не писали так много и здорово, и до появления компьютера с его гипертекстом выражение «океан идей и образов» оставалось лишь тропом. Сегодня произошла смена не только на- учности и литературности, изменился сам человек, его изменили обстоятельства, изменился образ автора и образ реципиента. Мы знаем, что автор идеализма – Платон, автор диалектики – Гераклит, физики, логики и социологии – Аристотель, механи- ки – Ньютон, трансцедентальной дедукции – Кант, феноменоло- гии – Гуссерль, марксизма – Маркс, фрейдизма – Фрейд. Автор и реципиент современной экранной культуры – постнеклассический 62 субъект с тысячами имен и лиц, мистическое существо карнаваль- ного шествия с масками, петардами, символическими фигурами, ожившими иррациональными фантазиями, смешением времен и нравов и нескончаемым дебатом – перекличкой. Тут – обширные сведения, риторические приемы, цитирование и плагиат, много- слойный комментарий и самоуточнение, порождение, конструк- ция, деконструкция и уничтожение смыслов, гирлянды аллюзий и аллегорий без конца и начала. оформилось «сознание изначальной фрагментарности, принципиальной несинтезируемой раздроблен- ности человеческого опыта последней трети ХХ в., соединенное с почти интуитивным стремлением к художественному постижению жизни, освобождению от логоцентризма, рационализма, догма- тизма и обязанности различать реальность и фантазию» (Ильин И. Постконструктивизм, деконструктивизм и постмодернизм. М., 1996. С. 31). Именно такое мироощущение имеет общее название – постмодернизм, который был лидирующим последние десятилетия ХХ в. знаково-символическим событием постмодернизма стал так называемый лингвистический поворот (linguistic turn). Множество гуманитарных наук вовлеклись в этот поворот – социология, политическая теория, история, собственно филоло- гия и литературоведение, культурология, философская антро- пология, теория коммуникации и др. для экзистенциалистско- феноменологическо-герменевтической линии этот поворот стал но- вым импульсом исследования существования человека в дискурсе культуры, точнее говоря, в языке. Границы языка окончательно предстали перед философами как границы мира, обычный чело- веческий язык предстал как естественная универсальная система знаков, способная быть метаязыком для любой другой системы. это вызвало смену идеала научности. Появилась постмодернист- ская критика классической теории познания, замена ее кантиан- ской теорией понимания. Конструкт «языковая картина мира» вошел в универсальное употребление наряду с «научной картиной мира» и стилем мышления. Примерно через десять лет после выхода в 1921 г. «Логико- философского трактата» Л. витгенштейна происходит лингвисти- ческий поворот. Язык предстает как языковая игра, и это уже не функциональный язык науки, а естественный разговорный язык, для исследования которого в новом ключе потребовались новые термины – языковая игра, анатомия чтения, семейное подобие и др. Что они означают? 63 Языковая игра – это и строго определенная модель коммуника- ции, и конституция текста, где слова употреблялись в строго опре- деленном смысле. отсюда следовала непротиворечивость контекста и важные возможности – произвольно, но строго описать факт или явление, построить модель поведения, задать способ прочтения текста. Анатомия чтения – это ситуация, когда одна языковая игра про- читывается принципиально разными способами. Семейное подобие – это когда в основе коммуникации лежит не абстрактная сущность языка, а реальное многообразие способов описания. Условный мир культуры сейчас действительно организован по- новому, не так, как в эпоху возрождения, не так, как в эпоху Про- свещения, не так, как во время Ницше. Но как? в чем состоит но- вость этой новизны? Прежде всего словарь постмодернизма необы- чайно богат и красочен, он изобличает напряженную творческую работу мысли, чудесную силу фантазии. Ключевое слово – это сло- во дискурс. в известном «объяснительном словаре теории языка» А. Грема и Ж. Куртэ его объяснению посвящено 11 статей и множе- ство ссылок. однако в первом приближении дискурс – это письмо, т. е. текст, хотя этимологически дискурс – диалог, разговор. Текст да не текст. Не просто текст. это сам мир, место, полное смыслов. Концептом № 1 для постмодернизма является утверждение, что весь мир есть сконструированный, сделанный мир, и этот мир есть семиотический код. Человек – не более, но и не менее чем продукт гутенберговской цивилизации, его ментальность – тоже текст вну- три обширного множества текстов, т. е. культуры. Культура – это традиции и письмена, это ряд посланий. Пись- менный текст (gramme) предпочтительнее, чем устная речь (phone), потому что последняя претендует на интимную связь с мышлени- ем, если не на то, чтобы быть реинкарнацией мысли. Графическая нотация не столь претенциозна, свободна от этой роли, так же как и от героической роли картезианского «cogito». Человек свободен в выборе знаковой графической системы (хотя и не свободен от са- мого выбора, от жизни в тексте). Текст и письмо – это социальные институты, они нормативны, и в таком качестве организуют коммуникацию. Постоянное трепе- тание между инвариантом письма и вариантами индивидуальной речи характеризует аппроксимацию, приближение к пониманию другого. Таково кредо постмодернизма. 64 Лингво-комбинаторное моделирование – это развитие лингви- стического поворота. контрольные вопросы 1. Характерные черты мифологической картины мира. 2. Характерные черты механистической картины мира. 3. за что инквизиция судила Галилея? 4. Характерные черты неклассической картины мира. 5. Характерные черты постмодернизма. 6. в чем сущность спора между Ньютоном и Лейбницем? 7. Психометрический интеллект и тесты. 8. особенности левостороннего мышления. 9. особенности правостороннего мышления. 10. Что такое самоорганизация? 11. Пример самоорганизующейся системы. 12. внешнее управление сложными системами. 13. Лингвистический поворот. 14. Смысл автоматизации человеческой деятельности. 15. Характерные черты компьютеризма. 16. Чем отличается механицизм от компьютеризма? 17. в 1892 г. английский инженер-электрик оливер Хевисайд заметил, что с дифференциальными операторами часто можно обращаться точно так же, как с обычными числами, и этот факт оказывается полезным при реше- нии некоторых типов дифференциальных уравнений. Из этого наблюдения выросло операторное исчисление. Какую аналогию можно провести между операторным исчислением и лингво-комбинаторным моделированием? 18. Существуют следующие основные направления научно-технической и инновационной деятельности ГУАП. космическая сфера – исследование возможностей освоения Луны и планет, создание системы машин для освоения Луны, создание лифта зем- ля – Луна на основе сверхпрочного нанотроса, разработка принципиально новых способов преодоления пространства и времени. авиационная сфера – разработка новых пилотируемых и беспилотных ЛА различного назначения, в том числе привязных аэростатов и дирижа- блей для решения различных задач, разработка систем группового управ- ления. оборонная сфера – разработка новых видов оружия нападения и обо- роны, моделирование поля боя. радиоэлектронная сфера – разработка новых радиолокационных и лазер- ных систем и комплексов, разработка новых систем передачи информации. Вычислительная техника – системы на кристалле, самоорганизующие- ся БИС, от цифровых аналогов через рекурсивные машины к квантовым компьютерам. 65 роботы различного назначения – от нанороботов, для которых опреде- лены необходимые и достаточные условия синтеза, до человекоразмерных роботов для диагностики газопроводов, подводных роботов, роботизиро- ванных автомобилей и др. Сенсорные системы – датчики различного назначения и системы дат- чиков, искусственная кожа, искусственный глаз (рыбий глаз и др.), искус- ственное ухо. Программирование – осознание ограниченности метафоры рабочего стола и переход к метафоре города, велосипедное программирование на кибервело. Биомедицинские системы – разработка электронного паспорта здоро- вья на основе компьютерной модели организма для уменьшения врачеб- ных ошибок, разработка виртуальных реабилитационных систем для цен- тра Илизарова. Системный анализ – исследование феномена адаптационного макси- мума в различных сложных системах, исследование превращающихся си- стем. лингвистика – разработка систем перевода устной речи с одного языка на другой в реальном времени на основе мобильного телефона. Моделирование сложных развивающихся систем – моделирование го- рода для поддержки управленческих решений, моделирование региона, стран и всей планеты в целях обеспечения устойчивого развития. разработка альтернативной ядерной энергетики с целью обеспечить режим нераспространения ядерного оружия. Сохранение памяти о защитниках нашей родины на основе новых ин- формационных технологий, виртуализация Кингисеппского историко- краеведческого музея, создание панорамы битвы за Ленинград. Какое из этих направлений вы выбираете для своей деятельности в ближнесрочной, среднесрочной или дальнесрочной перспективе? Може- те ли вы предложить свое видение направления вашей деятельности? |