Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (I)
Tahle poslední věta přivádí mnohé biology k zuřivosti jako rudý
šátek býka. Někteří jsou snad ještě ochotni uznat, že pro běžícího
jelena platí stejné zákony setrvačnosti jako pro jedoucí auto. Žádný
však nikdy neuzná, že ten jelen si při svém běhu hledá cestu podle
podobných pravidel technické kybernetiky jako třeba automatický vozík
jedoucí po povrchu Marsu. Přitom existují pokusy a pozorování, které to
jasně naznačují.
Už dávno před lety v jedné laboratoři zkusili napojit osciloskop na
oční nerv žabího oka. Zjistili, že z oka do žabího mozku přicházejí
zprávy jen o přibližujících se předmětech. Nehybné nebo vzdalující se
předměty zůstávaly bez odezvy. Algoritmus takového zpracování obrazové
informace sejmuté např. televizní kamerou by byl velice jednoduchý.
K rozeznání pohybujícího se předmětu na nehybném pozadí stačí porovnat
navzájem dva obrazy sejmuté po sobě v určitém časovém odstupu. K tomu je
jen zapotřebí aspoň na okamžik v oku zapamatovat viděný obraz. To pro
živou buňku oční sítnice není nijak nesplnitelný požadavek. Můžeme se
o tom na vlastních očích kdykoliv přesvědčit, když rychle zavřeme oči.
I za zavřenými víčky můžeme ještě okamžik vidět naposledy viděný obraz,
než se nám buňky oční sítnice zregenerují. Viděný obraz si tedy může
sítnice oka na okamžik zapamatovat. Stačí, aby buňky oční sítnice
reagovaly jen na změnu osvětlení oproti síle osvětlení zapamatované
z předcházejícího okamžiku, a máme oko reagující jen na pohybující se
předměty. Rozeznat nehybný předmět na nehybném pozadí je ovšem obtížné,
ale tento případ odezvu nevyvolává. A nakonec rozeznání přibližujícího
se předmětu od vzdalujícího se je opět jednoduché: Obraz přibližujícího
se předmětu se na sítnici zvětšuje, takže při porovnávání postupně
snímaných obrazů změn přibývá. Stačí tedy vyhodnocovat jen souhrn
signálů ze všech buněk oční sítnice signalizujících pohybující se
předmět bez dalšího přesnějšího vyhodnocování. Pokud tento souhrnný
signál sílí, něco se k oku přibližuje. Pokud slábne, něco se od oka
vzdaluje. Tento primitivní algoritmus má jen jednu nevýhodu: nevíme, co
se přibližuje nebo vzdaluje. Ze samotného souhrnného signálu se to
poznat nedá.
Tento primitivní algoritmus vyžaduje splnění jedné podmínky:
snímací kamera (oko) musí být vůči svému okolí nehybná. U žab je to
samozřejmě splněno - žáby mezi jednotlivými skoky sedí na zemi nehybně.
Tato podmínka je ale splněna i u jiných tvorů, u nichž bychom to možná
ani nečekali: např. slepice, ale i mnoho jiných ptáků při chůzi po zemi
kývá hlavou tak, že zatímco jejich tělo se plynule pohybuje kupředu,
jejich hlava zůstává chvíli nehybně stát na místě, pak rychle překývne
o kus kupředu a opět zůstane vůči okolnímu světu chvíli nehybně stát.
S mechanikou chůze to nesouvisí. Vezmeme-li slepici do náruče
a pohoupáme ji, pak slepice při tom bude kývat hlavou tak, aby její
hlava opět zůstávala vůči okolí nehybná, i když její tělo vykonává
vnucený kývavý pohyb. Podmínky pro jednoduché zjišťování pohybujících se
předmětů jsou tedy i v tomto případě stále splněny. Menší druhy ptáků,
ale i jiná malá zvířata, se celým tělem pohybují trhaně tak, že vždy na
chvilku strnou nehybně, pak se prudce pohnou do nové polohy či nového
místa a zase na chvilku nehybně strnou. Tohle střídání pohybu
a nehybnosti se stále rychle opakuje, takže i v tomto případě jsou
podmínky pro jednoduché zjišťování pohybujících se předmětů po většinu
času splněny.
Podobné chování můžeme pozorovat i u některých druhů hmyzu, např.
vosiček, které umějí za letu zastavit a chvíli "viset" nehybně ve
vzduchu. Pak ve vzduchu prudce poskočí o kousek dál a opět chvíli
nehybně "visí" nad jedním místem. I u nich jsou tedy splněny podmínky
pro popsaný jednoduchý algoritmus rozpoznávání pohybujících se předmětů
- tedy případných nepřátel.
Podobným způsobem létají třeba i vážky. Možná není náhododu, že
vážky patří k velmi starým, a tedy v ledasčem primitivním tvorům.
Zkameněliny vážek nacházíme už ve vrstvách z období prvohor.
Položme si zajímavou otázku, zda popsaný primitivní algoritmus může
stačit k životu v přírodě, případně čím je nutno ho doplnit. Zkusme si
představit robota, který bude plnit tyto úkoly:
1) Lovit potravu.
2) Vyhýbat se nepřátelům, tedy nenechat se sežrat.
3) Rozmnožovat se, tedy vyhledávat partnery svého druhu a pářit se
s nimi.
4) Neohrožovat vlastní mláďata.
K jednotlivým bodům:
1) Lovit potravu:
Lov potravy je jednoduchý: chytit do tlamy vše, co se přibližuje.
Známe tvory (např. některé žáby či chameleony), kteří loví potravu
vymršťováním jazyka na značnou vzdálenost, přičemž jejich tělo a hlavně
jejich oči zůstávají stále nehybně stát na jednom místě, takže jsou
stále schopné popsaným způsobem zjišťovat pohybující se (přibližující
se!) předměty. Spousta dalších zvířat loví ze zálohy jediným skokem na
kořist. Takový způsob lovu má samozřejmě i jiné důvody, nicméně
i v těchto případech jsou do poslední chvíle splněny všechny podmínky
pro popsaný primitivní algoritmus zjišťování pohybující se kořisti.
Zbývá jen jedna potíž: popsaný primitivní algoritmus vidění
neumožňuje rozpoznávání tvarů a tedy ani druhu lovené kořisti. Tu musí
posoudit až chuťové orgány v tlamě. I to ovšem můžeme v přírodě vidět.
Není výjimkou, že žába něco uloví a pak to zase vyplivne. Akvaristé
znají druhy rybek, které rozrývají dno akvária, naberou něco do tlamy,
"požvýkají" to a zase vyplivnou. K takovému hledání potravy není třeba
umět rozpoznávat tvary viděných předmětů. Je jen třeba nějakým způsobem
vyloučit nebezpečné předměty. V akváriu ani ve volné přírodě není mnoho
věcí či tvorů, které by nebylo možné bez následků vzít do tlamy a hned
zase vyplivnout. Jedovatí či jinak nebezpeční tvorové mívají obvykle
výrazné barvy. Stačí tedy doplnit algoritmus vidění blokováním lovu při
zjištění příslušné barvy.
Můžeme tedy konstatovat, že robot s popisovaným primitivním
způsobem vidění by byl schopen hledat si ve volné přírodě potravu, a že
jeho chování by se asi hodně podobalo chování některých primitivnějších
živých tvorů.
O těch ostatních bodech si něco povíme zase příště.
Miloš Pulda
Příšernost jménem Windows 10
Snad každý den se znovu a znovu přesvědčuji, že Windowsy 10 jsou ještě horší, než jsem si uměl představit. Nikdy by mne ale nenapadlo, že firma Microsoft bude Windowsy 10 nikoliv vylepšovat, ale naopak ještě zhoršovat.
Miloš Pulda
Zmetek jménem Windows 10
Každý den narážím na další a další nesmysly, nedomyšlenosti či vyložené chyby Windowsů 10. Kdybych já takovou práci odevzdal v zaměstnání zákazníkovi, můj šéf by mne asi velice rychle vyrazil.
Miloš Pulda
Hrůza jménem Windows 10
Další zkušenosti a hlavně zklamání při používání Windowsů 10. Je až k nevíře, co všechno se dá na jakž-takž fungujícím systému (Windowsy XP blahé paměti) zmršit. Jak praví Murphyho zákon: Když něco funguje, je třeba to předělat.
Miloš Pulda
Pohroma jménem "Windows 10"
Firma Microsoft slibovala, že instalací Windowsů 10 uživatel nepřijde o žádná svá data, a všechna jeho nastavení zůstanou zachována. Větší lež snad ani neexistuje.
Miloš Pulda
Nová hlášení stanic v Dopravním Podniku Města Brna
Tak jsem se zase jednou zaposlouchal do hlášení jmen zastávek v trolejbusu: "Hnusáčkova" - "Přízrak" - "Frázova" - "Spratecká"...
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (VIII)
Zbývá ještě zajímavá otázka: proč my, lidé se orientujeme hlavnězrakem, když pro většinu savců je nejdůležitější čich?
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (VII)
Minule jsme si ukázali, jakým způsobem je možné lovit ve volnépřírodě tvory podobné našemu jednoduchému robotu, a co z toho v příroděvyplývá. Dnes si ukážeme další důsledky takového způsobu lovu.
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (VI)
V minulých dílech jsme si ukázali, jak (technicky) jednoduchéalgoritmy stačí, aby robot mohl existovat v podmínkách, v jakých žijízvířata ve volné přírodě, a že se ta zvířata chovají mnohdy stejně, jakby se choval takový robot.
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (V)
Dnes se vrátíme k dalšímu bodu, který musí náš robot/živý tvor vpřírodě splňovat, aby jeho druh přežil: Neohrožovat vlastní mláďata.
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (IV)
Minule jsme si ukázali, že každý druh živých tvorů v přírodě másvoje poměrně jednoduché poznávací znamení, podle kterého živí tvorovépoznávají příslušníky svého druhu, např. při páření. Několik těchpoznávacích znamení jsme si ukázali.
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (III)
Minule jsme si pověděli, jak se takový primitivní robot/živý tvormůže vyhnout predátorům, aby nebyl sežrán. Dnes si ukážeme třetí bod znašeho seznamu: Jak vyhledávat partnery svého druhu a pářit se s nimi.
Miloš Pulda
Souvislosti mezi chováním zvířat a technickou kybernetikou (II)
Minule jsme si ukázali, že robot i s velmi jednoduchým algoritmemvidění a rozpoznávání viděného je schopen si najít potravu a předevšímže se při tom bude chovat velmi podobně jako některá primitivnějšízvířata v živé přírodě. Dnes si ukážeme další souvislosti, které z tohoplynou. Další bod, co takový robot musí splňovat:
Miloš Pulda
A zase ta alergie...
Před rokem jsem tady psal o tom, jak jsem si "vyléčil" alergii.Jenže letos začala sezóna alergií dříve, v době, kdy jsem ji ještěnečekal, takže jsem ten svůj recept ještě nepoužíval - a pak najednou užbylo pozdě.
Miloš Pulda
Odvolávání poslanců
Tak jsme si zvolili poslance do parlamentu. Teď ještě najít nějakýzpůsob, jak je odtud zase dostat ven, pokud tam zvlčí.
Miloš Pulda
Jak jsem si (vy)léčil alergii
Skoro šedesát let jsem si myslel, že něco takového se mi státnemůže. Jednoho krásného jarního dne jsem ale po vycházce do přírodyzačal kýchat jako o život, z nosu mi teklo jako z prasklého vodovodu -no, alergikům to nemusím popisovat, a ti ostatní si to nedovedou anipředstavit.
Miloš Pulda
Prezident a ústava
Budeme teď mít prezidenta zvoleného celým národem. Je to novásituace, které by se měla přizpůsobit i ústava.
Miloš Pulda
A co takhle - civizace dinosaurů?
V televizi nám ukazují, jak rychle by zmizela naše civilizace,kdyby lidstvo jednoho dne vymřelo. Nabízí se otázka: nestalo se to užněkdy? Nebyla tady už někdy nějaká civilizace, která beze stopy zmizela?
Miloš Pulda
Co s kůrovcem na Šumavě?
Opět přišla sezóna tahanic o kácení stromů na Šumavě. Vědí aleochránci přírody, co vlastně chtějí chránit?
Miloš Pulda
Co jsme udělali slepicím?
Kvůli pohodlí slepic máme drahá vejce. Prožívají to ale slepice (čijiná zvířata jiná naše opatření) opravdu stejně jako my, lidé?
Miloš Pulda
Laici versus odborníci
Za můj přdchozí článek o železnici mi jeden železničář v diskuzivynadal, že jsem laik, který železnici nerozumí a proto by do ní nemělmluvit. Protože zdejší systém blogů a dukátů nedovoluje autorovi článkůodpovídat na diskuzní příspěvky čtenářů, odpovídám aspoň takto:
předchozí | 1 2 3 | další |
- Počet článků 44
- Celková karma 0
- Průměrná čtenost 1282x