Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Хартия экологических прав и обязанностей человека 9 страница




Плавание. Как правило, животные плавают не на поверхности раздела сред, а под водой. На поверхности движение затруднено ввиду волнового сопротивления. Механизмы тяги - машущие, угревидные (змеевидные), гидрореактивные, но машущий механизм при его эффективности динамически неуравновешен, тело рыскает. Механизмы уменьшения сопротивления воды: совершенство формы, вязко - упругое покрытие, снижающая трение слизь, "бегущая волна" (жидкие вихревые ролики, катящиеся вдоль тела). Дельфин достигает скорости 15...18 м/c, тунец- 25 м/c, рыба-меч- 35 м/c, атомная подлодка с двигателем в десятки тысяч квт- 15-16 м/c.

Полет. Машущий поле - видимо, наиболее древний. Частота взмахов - до 60 в сек (колибри) и до 1000 в сек (мелкие насекомые). При этом полете объекты могут зависать, двигаться вбок и назад. Наиболее совершенный машущий полет - у птиц. Скорость стрижа - до 160 км/час, скорость сокола при пикировании - до 300 км/час. Высота полета птиц - до 6,3 км, они могут находиться в воздухе до 40 час и покрывать расстояния в несколько тысяч км. При этом полет птиц экономичен: птицы в пересчете на 1л.с. транспортируют 120 кг массы, самолет- 20 кг.

Планирующий полет - это статическое парение (используются слабые восходящие потоки воздуха - термики, и потоки обтекания) и динамическое парение (птицы с узкими крыльями используют турбулентные движения воздуха и неравномерную скорость потоков воздуха, например, над волнующимся морем).

Особенности передвижения живых объектов в природе таковы, что, как правило, при этом не наносится ущерб среде (табл. 7.6.).

Таблица 7.6. Особенности транспорта в природе и их использование в технике

Показатель В природе В технике
Техника и способ передвижения Преобладание «дискретного» передвижения по земле, щадящего флору и фауну Создание шагающих транспортных средств с мягкой опорой
Скорость Невысокие скорости и мягкое покрытие, защищающие флору и фауну при соударении Снижение скоростей, мягкие и демпфирующие покрытия движущихся объектов
Безопасность Автоматическое слежение и уклонение от соударения Автоматическое слежение и уклонение от соударения
Экологичность Отсутствие элементов транспорта, требующих высоких скоростей или с повышенным травмированием флоры или фауны (лопасти винта, колеса и пр.). Исключение элементов с высокими скоростями или с повышенным травмированием флоры и фауны (лопасти винта, колеса, высокие температуры выходящих газов и др.).

В современной технике преобладает стремление к достижению наиболее высоких скоростей, при этом практически почти не учитываются какие - либо ограничительные экологические требования (за исключением допустимого уровня шума). Использование природных принципов и изложенных выше принципов биопозитивности позволяет получить неожиданные результаты, оценивающие экологическую перспективность различных типов транспорта (например, неэкологичность элементов с высокими скоростями или с повышенным травмированием флоры и фауны).

В [82] даны типы транспорта для города с устойчивым развитием. Среди них - велосипеды, миниавтомобили, электротранспортные средства и др. Однако, как и во многих работах, считается возможным использование уже применяющихся видов транспорта, без оценки их экологичности в перспективе. Справедливо указывается на необходимость развития альтернативных способов коммуникаций, которые в ряде случаев могут заменить транспорт: так, перспективна мобильная аудио - и видеосвязь вместо перемещения людей для встреч; интересно использование автоматизированного пневмотранспорта в трубе для любых грузов вместо других видов транспортных средств.

В табл. 7.7 показаны основные направления совершенствования существующих транспортных средств и разработки принципиально новых типов транспорта, учитывающие постепенное применение принципов биопозитивности для достижения экологического равновесия при использовании транспортных средств.

Таблица 7.7

БИОПОЗИТИВНЫЙ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТ
Совершенствование традиционного транспорта Снижение загрязнений (выхлопа, шума) Нейтрализаторы, не токсичные антидетонаторы и др. Использование возобновляемых и смешанных источников энергии, другого горючего (газ, водород и др.) Проектирование и изготовление с учетом полного рециклинга Повышение экономичности и удобств эксплуатации. "Умные" машины 1 поколения
Разработка новых типов транспорта с повышенной экологичностью Использование возобновимых и широко представленных в земной коре материалов Миниатюризация средств транспорта Все виды транспорта" в трубе" "Умные" средства транспорта
Разработка принципиально новых видов транспорта Наземный шагающий транспорт с недеформирующим мягким покрытием Подземный и подводный транспорт "в трубе" с вакуумом, на магнитной подушке Воздушный транспорт с машущими крыльями, подводный транспорт с машущими плавниками Все виды транспорта с мягким не травмирующим покрытием
Негэнтропийный транспорт будущего

Наземный транспорт. Биопозитивный наземный транспорт должен удовлетворять всем или хотя бы части глобальных принципов биопозитивности. Повышение его экологичности начинается с совершенствования существующих типов транспорта: сокращения выбрасываемых загрязнений за счет дожигания и очистки выхлопа, применения усовершенствованных малошумящих и экономичных двигателей, нетоксичных антидетонаторов, перевод двигателей на альтернативные виды топлива и возобновимой энергии (солнечной, ветровой, использование этанола с его получением из растительного сырья, и пр.) в связи с нарастающим дефицитом нефтепродуктов и их скорым исчерпанием.

На этой стадии важнейшими проблемами экологизации транспорта будут проблемы снижения потребления топлива не менее чем в 2 раза (в связи с недостатком топлива и необходимостью снижения выброса тепла в атмосферу), сокращения загрязнений (в том числе изготовление автомобилей с заранее предусмотренным полным рециклированием), повышения экономичности и удобств эксплуатации за счет введения бортовых компьютеров и системы автоматизации поездок (выбора наиболее экономичного маршрута за счет специальной информационной спутниковой сети), ускоренного внедрения электротранспорта с использованием обычной электросети, электроаккумуляторов новых типов или солнечных батарей, а также смешанных энергоисточников. Электротранспорт с последующим использованием энергии, не добавляющей тепла в атмосферу, должен стать мощной экологичной альтернативой другим типам транспорта. Скоростной наземный общественный электротранспорт - одно из эффективных средств экологизации, особенно если он переведен в подземное пространство даже при неглубоком заложении.

Муниципалитеты свыше 20 немецких городов приняли решение о переводе электротранспорта в черте города под землю при неглубоком заложении. Рассматриваются предложения по использованию больших площадей полученной земли (парки, сады, и пр.). Под стоянками автомобилей в США занято до 1/3 площади городов. Жители США проводят, сидя в автомобилях в пробках на улицах городов, до 1 млрд. часов в год. 88% поездок в США совершаются на личных автомобилях.

Снижение травмируемости птиц и насекомых при движении автомобиля можно достичь путем усиления обтекания лобовой части потоком воздуха, который должен захватывать и уносить вверх встречных насекомых. Для создания такого потока воздуха нужно устроить специальные проемы и направляющие, либо выполнить перфорированную наружную обшивку лобовой части (второй слой покрытия) с подачей сжатого воздуха наружу через отверстия в наружном слое.

В Токио 80 % горожан ездят на работу общественным транспортом. В Венгрии 58 % поездок горожан совершаются на общественном транспорте. В Лос- Анджелесе его жители проезжают в день на личных автомобилях 230 млн км (расстояние от Земли до Марса).

Следующим этапом экологизации транспорта должен быть переход на производство средств наземного транспорта из возобновимых материалов или сырья, наиболее широко представленного в земной коре. Среди этих новых материалов - керамика, стекло, алюминий, модифицированная древесина, и др. Их преимуществом является и возможность полного рециклирования. Изготовление новых типов транспорта необходимо связать и с его миниатюризацией, переходом от больших грузовых и легковых автомобилей к небольшим, рассчитанным на перевозку 1-2 человек (то - есть в полном смысле индивидуальным) или небольшого груза.

К 2030 году по прогнозу количество велосипедов в мире будет в 5 раз больше числа автомобилей. Совершенствование велотранспорта как самого экологичного вида в первую очередь должно быть связано с оптимизацией велодорожек и их полным отделением от другого транспорта, с безопасностью передвижения на велосипедах.

Должны получить дальнейшее развитие два интересных направления совершенствования средств транспорта - создание "умных" машин и транспорт в закрытой трубе (например, в подземной трубе типа метро для автомобилей). "Умные" средства транспорта с течением времени должны выполнять все больше функций водителя и множество других функций, обеспечивающих безопасность и экономичность передвижения: так, уже сейчас автомобиль автоматически следит за экономичным режимом работы двигателя, за соблюдением безопасного расстояния до соседних средств транспорта, предупреждает об опасном сближении, выбирает наиболее экономичный маршрут движения в городе, "узнает" своего владельца при открывании двери или даже при приближении его к автомобилю (и, напротив, поднимает шум при попытке открывания двери посторонними людьми), не позволяет начать движение при алкогольном опьянении водителя, включает наружное освещение и "дворники" на стеклах при появлении надобности в этом, и др.

В дальнейшем должны получить развитие многочисленные дополнительные "умные" функции, то - есть система датчиков, процессор с экспертными системами и исполнительные механизмы - эффекторы должны в итоге составить "умный" механизм с подобием мозга, самостоятельно оценивающим изменения внешних условий и любых воздействий и принимающим решения на основе экспертной системы, вплоть до получения информации о состоянии узлов машины и мгновенного реагирования с целью восстановления надежности и долговечности.

Возможно, одним из наиболее экологичных направлений совершенствования будет транспорт в подземной или наземной трубе, с централизованной очисткой поступающих в эту трубу загрязнений от машин (метро для автомобилей).

В Стокгольме широко используется этиловый спирт в качестве горючего для автобусов с практически чистым выхлопом, причем для изготовления спирта применяется перегонка дешевого испанского вина. На значительных площадях Бразилии для производства спирта с целью использования его как автомобильного топлива выращиваются специальные "топливные" культуры (сахарное сорго, сахарный тростник). Спирт из "топливных" культур в 2 раза дороже бензина, и, тем не менее, он находит применение.

Все указанные выше пути экологизации наземного транспорта не отвечают в полной мере пяти принципам биопозитивности и не меняют принципиально существующие неэкологичные виды транспортных средств. Переход к полностью биопозитивному наземному транспорту, не нарушающему природную среду, должен быть связан, видимо, с использованием биоаналогии, то - есть с применением транспорта с дискретным контактом с землей, с пониженными безопасными для флоры и фауны скоростями передвижения, с не деформирующим флору и фауну мягким наружным покрытием, снабженного системой датчиков, процессора с экспертными системами и эффекторами. Велосипед и любые другие малоскоростные типы индивидуального транспорта с передвижением при помощи силы мускулов останутся как биопозитивные виды транспорта. Интересна система индивидуального велотранспорта со стационарными легкими направляющими для колес, предложенная в Японии. Биоаналогия подсказывает отказ от высоких скоростей транспорта, передвигающегося непосредственно по поверхности земли или по дороге, от выброса неперерабатываемых загрязнений, горячих газов, от передвижения качением, от твердой поверхности движущегося объекта, и т.д.

К 2008 г. ожидается разработка единых для всех стран международных экологических норм токсичности отработанных газов, снижения уровня шума.

Водный транспорт. Совершенствование существующего водного транспорта можно начинать с тех же мероприятий, которые описаны для наземного транспорта: снижение выбросов загрязняющих веществ, повышение экономичности двигателей, проектирование с учетом будущего полного рециклирования, и др. К этому добавляется совершенствование формы водного транспортного средства с целью сокращения сопротивления его передвижению, а также ряд мероприятий по повышению непотопляемости объекта и его надежности. Необходимо дальнейшее совершенствование движителей, использующих силу ветра (паруса, роторные движители и др.), солнечную энергию (солнечные батареи на палубе или паруса - гибкие солнечные батареи), новые виды топлива без использования углеводородов, энергосмеси.

Для повышения биопозитивности не быстроходных судов можно пойти навстречу процессу обрастания их подводной части (сейчас с этим борются) и сделать там подводные "скворечники" в виде второй наружной обшивки с проемами в ней для создания мест обитания небольших морских животных, очистки контактирующей с днищем воды через естественные биофильтры.

Дальше следует миниатюризация водного транспорта (отказ от очень больших танкеров, пассажирских и грузовых кораблей и переход к небольшим транспортным средствам), изготовление объектов из материалов, более всего представленных в земной коре или возобновимых (древесина, алюминий, керамика, стекло, бетон и др.). Аналогично наземному водный транспорт должен снабжаться системой датчиков внешних воздействий, процессором с заложенными в память экспертными системами и системой эффекторов - исполнительных механизмов, то - есть судно должно быть "умным". Выбор наиболее экономичного режима и пути передвижения, быстрое реагирование на возможные аварийные ситуации, быстрое выравнивание судна при крене (точнее, реагирование, исключающее крен или качание), сигнализация о приближающихся надводных или подводных объектах и уклонение от столкновения, контроль глубины и различных течений с целью их своевременного учета, контроль состояния всех агрегатов судна и своевременное введение ремонтных средств - вот далеко не полный перечень функций "умного" судна.

Однако, наиболее полная экологизация водного транспорта возможна только с использованием глубокой биоаналогии. Полностью экологичный водный транспорт должен передвигаться с относительно небольшими скоростями и иметь мягкое покрытие корпуса, которое исключает травмирование животных и растительности; движителем такого типа судов должны быть биоподобные устройства, например, плавники, паруса, крылья, водометы. Все указанные движители обеспечивают достаточно большие скорости передвижения и вместе с тем не травмируют животный мир и растительность водоемов. Требованиям экологизации совершенно не отвечают высокоскоростные суда на подводных крыльях (крылья травмируют водных животных), все суда с винтовыми движителями, экранолеты, вообще все высокоскоростные водные суда.

Принцип транспорта в трубе может получить развитие и для перемещения в водной среде, но не плавания. Подводная труба, надежно заанкеренная в грунт дна и с удаленным из нее воздухом может быть хорошим средством перемещения с высокими скоростями транспорта на магнитной подушке. Вместе с тем наружную поверхность этой трубы можно сделать подобной естественному донному субстрату, с укрытиями для водных животных и для хорошего крепления обрастаний. Окружающая подводная среда может воспринимать такое сооружение как родственный ей объект и не отторгать его, а, напротив, включать в свою экосистему (подобно, например, подводным скалам, камням, и пр.).

Воздушный транспорт. Воздушный транспорт, как считается, возник в связи с мечтой человека о полете подобно птицам. Однако, в принципе человечество, видимо, могло бы обойтись без средств воздушного транспорта. Во - первых, воздушный транспорт загрязняет атмосферный воздух и потребляет значительное количество кислорода и нефтепродуктов. Во - вторых, воздушный транспорт требует устройства специальных аэродромов и взлетно - посадочных полос, удаленных от мест расселения на большие расстояния, что требует значительных затрат времени на проезд до места взлета и посадки. В - третьих, при полете непосредственно над водой или землей (экранолеты) достигнуты большие скорости; достаточно большие скорости получены и для наземного транспорта - они сопоставимы со скоростями самолетов. Возможно, в будущем человечество откажется от воздушного транспорта, особенно если будет развит полет в подземной трубе ("метро" для самолетов).

Экологическое совершенствование воздушного транспорта может происходить по нескольким направлениям и этапам. Сокращение потребления нефтепродуктов, снижение загрязнений, применение малошумных и экономичных двигателей, миниатюризация воздушного транспорта (отказ от производства больших самолетов), повышение надежности эксплуатации и абсолютное исключение возможности падения воздушного судна на землю, использование возобновимых или широко представленных в земной коре материалов (модифицированная древесина, керамика, алюминий, стекло, стеклопластики и др.), изготовление с учетом полного рециклирования, применение новых источников энергии без использования углеводородов (водород, этанол из растительного сырья, солнечная энергия, и др.), использование "умных" самолетов - таковы основные направления совершенствования традиционного воздушного транспорта.

С точки зрения использования принципов биопозитивности неэкологичны современные самолеты с винтовыми и тем более реактивными двигателями и большими скоростями передвижения. Можно допустить реактивное передвижение в безвоздушном пространстве, где нет вероятности столкновения с живыми организмами.

Экологичны старые традиционные виды воздушных судов, которые могут возродиться на новом технологическом уровне - аэростаты и дирижабли, подъемная сила в которых создается чаще всего не за счет затрат энергии, хотя имеются многочисленные конструкции с дополнительными двигателями и агрегатами для нагрева воздуха. В связи со стремлением к созданию очень крупных дирижаблей и аэростатов (воздушных шаров) следует коснуться проблемы миниатюризации, которая повторяется практически для всех видов техники. Предлагаемая экологами [65 и др.] миниатюризация объектов техники связана, в том числе и с гораздо меньшими последствиями воздействия такой техники на природную среду. Для воздушной же среды миниатюризация также следует из принципа эвритмии, пропорциональности технических объектов природным и отсутствия визуального загрязнения ландшафта. Дело в том, что естественные летающие объекты (птицы, насекомые и др.) незначительны по своим размерам и, во всяком случае, они значительно меньше, чем наземные и водные. Связано это с большими и невыполнимыми для живых существ энергозатратами для подъема и перемещения в сравнительно неплотной воздушной среде. Поэтому все современные летающие объекты техники (самолеты, вертолеты) воспринимаются человеком как чересчур крупные для неба, немасштабные ему.

В соответствии с принципами глубокой биоаналогии и изоэкологии будущие полностью биопозитивные средства воздушного транспорта должны передвигаться с помощью машущего полета (подъемная и движущая силы при этом могут создаваться как при полете птиц, либо путем устройства в плоскостях крыльев систем легких клапанов, закрывающихся при движении крыла вниз), иметь мягкое покрытие, не деформирующее встречных животных при касании, лететь с небольшими скоростями. Этим требованиям почти полностью отвечают миниатюрные самолеты традиционного типа с большими плоскостями крыльев, покрытые солнечными батареями и двигающиеся с небольшой скоростью.

В то же время идея быстрого полета на самолете традиционного типа может получить развитие при ее реализации в подземной трубе ("метро для самолетов"). Такого типа проект разработан в Японии. Самолет в подземной трубе, снабженный высокочувствительными датчиками для поддержания положения относительно стенок трубы, может иметь очень высокую скорость и лететь на небольшой высоте над полом. При этом можно использовать идею экранолета для снижения площади крыльев и использования слоя сжатого воздуха между полом трубы и крыльями. При больших скоростях, видимо, вообще не потребуется крыльев, можно ограничиться использованием площади фюзеляжа.

"Умные" объекты в природе и технике. В живой природе все ее создания в той или иной степени являются умными, то - есть реагирующими на различные воздействия в соответствии с имеющимися в памяти данными о предпочтительной реакции на эти воздействия (например, смена времени суток, года, и др.), а также поддерживающими нормальные жизненные процессы внутри организма и состояние гомеостаза. Ум живых организмов заключается в информации, содержащейся в их мозге или в заменяющих его органах, а также в своего рода экспертных системах, иногда заложенных в мозг при рождении и совершенствующихся во время жизни. Объекты живой природы могут быть более или менее умными в зависимости от степени сложности их устройства, объема памяти, количества контролируемых параметров среды и др.

Понятие "умных" объектов техники и технологий заимствовано из природы и обычно берется в кавычки, что подчеркивает некоторую условность этого термина, тем более, если учесть "умное" развитие человечества, приведшее к возникновению глобальных экологических проблем и поставившее мир на грань экологической катастрофы.

К "умным" объектам относятся объекты техники и технологии, которые содержат в своем составе следующие системы: первичные датчики внешних воздействий и состояний (рецепторы); микропроцессор или ЭВМ с заложенной в памяти экспертной системой, сопоставляющей получаемые от первичных датчиков данные с параметрами в экспертной системе и делающей вывод о состоянии объекта и о необходимых последующих действиях; исполнительные механизмы (эффекторы), получающие команды от ЭВМ и меняющие отдельные параметры объекта. Необходимым элементом "умного" объекта техники является наличие искусственного интеллекта, то - есть микропроцессора с экспертной системой. Экспертная система является средоточием многолетнего опыта человечества в определенной области деятельности.

Экологичность "умных" объектов техники и технологий может быть обусловлена их действиями, направленными на повышение надежности функционирования, снижение экологического риска, повышение качества жизни, сокращение вредных выбросов и др. В принципе все "умные" объекты техники и технологии используют приемы живой природы, бионические принципы (табл. 7.8).

Таблица 7.8. Принципы устройства "умных" объектов в природе и технике

параметр В природе В технике
Состав систем Датчики (системы зрения, обоняния, осязания, слуха и др.); нервная система, мозг; мышцы и другие исполнительные механизмы (эффекторы) Датчики, системы передачи информации, процессор, исполнительные механизмы
Функции систем Обратная связь (реагирование на опасность, времена года, изменение внешних воздействий, и др.); накопление информации; поддержание нормального состояния   Биологический мониторинг Обратная связь (реагирование технических объектов на погоду, время года, суток опасность, аварийные состояния, несоблюдение экологических норм эксплуатации и др.); накопление информации; поддержание нормального состояния Мониторинг, реакция на загрязнения
Место расположения датчиков Расположение датчиков в наружном покрытии (рецепторов и - др.) или в наиболее ответственных точках и узлах. Расположение различных датчиков в наружном покрытии технических объектов и в наиболее ответственных местах технологического процесса
Наблюдаемые параметры Свет, цвет, объем, скорость передвижения, температура, влажность, вкус, запах, форма, звук, структура поверхности и др. То же, и дополнительно ряд параметров: радиоактивное и электромагнитное излучения, наличие вредных выделений, не улавливаемых природными датчиками и др.
Скорость распространения информации Скорость электрического сигнала, звука, ультразвука, света Скорость электрического сигнала (по проводам), света (по светопроводам), звука (в воздушной среде).

 

 

Принципы управления в природе и технике. Управление в живом организме позволяет привести его в заданное состояние, достичь определенных целей или нужных результатов. Управление начинается с процесса развития и получения взрослого организма, далее происходит управление сложившимся организмом. Оно реализуется на разных уровнях - ауторегуляция на уровне химических взаимодействий, внутриклеточная регуляция на субклеточном и клеточном уровнях, физиологическая регуляция - управление кровообращением, дыханием и др.), управление поведением при поиске и добыче пищи и др.

Наличие системы управления дает возможность сохранить вид и отдельный организм, а также его структуру и функции в широком диапазоне условий внешней среды, с согласованием форм его активности с абиотическим, биотическим, социальным и в последнее время - даже с техносферным окружением. Функции организма реализуются через кибернетическую и метаболическую системы. На метаболическую систему в общем случае возлагаются задачи доставки веществ из окружающей среды (топлива и субстратов, кислорода), производства энергии, обмена веществ, вывода продуктов обмена из организма; на кибернетическую (управляющую) систему - восприятие поступающей информации от сенсорных систем организма (зрение, слух, осязание и др.) и рецепторов внутренней среды - интерорецепторов (барорецепторы, хеморецепторы, механорецепторы, осморецепторы и др.), обработка этой информации, принятие решений, формирование программ поведения, реализация этих программ через эффекторные системы организма - скелетно-мышечную, нервную, эндокринную, репродуктивную и др.

Управление в живом организме основано на передаче различных информационных сигналов - например, от терморецепторов кожи сигналы в виде нервных импульсов передаются в управляющую часть системы, затем информация от центра терморегуляции поступает на гладкую мускулатуру кровеносных органов (эффектор) и в результате увеличивается или уменьшается приток тепла с кровью к соответствующему органу. Каналы передачи сигналов в организме образуют прямые и обратные связи. Прямая связь наблюдается при передаче сигнала от начала к концу системы и встречается чаще всего в организации защитных рефлексов простейших животных. В обратной связи наблюдается передача сигналов в обратном направлении - от выхода системы к ее входу. В системах живого организма можно выделить много обратных связей, в то же время в системах авторегуляции имеются многочисленные сложные и разветвленные системы прямых и обратных связей, работающих с взаимным согласованием.

Управление в живом организме направлено в первую очередь на поддержание стационарного неравновесного состояния метаболической системы путем сбалансированной работы комплекса прямых и обратных связей. Более высокий уровень управления организмом предназначен для обеспечения его нужд и потребностей во внешней среде, ориентации и выяснении благоприятных ситуаций, добычи пищи, безопасности и др. Для управления в организме применяется гармоничная работа всех управляющих частей и систем, причем организм сам формулирует цели поведения и определяет пути их достижения. Многообразие взаимоотношений организма со средой и, следовательно, управление им определяется главным образом необходимостью удовлетворения двенадцати типов потребностей - первичных биологических, связанных с сохранением целостности в разных ситуациях, с продолжением вида. Самосохранению и поддержанию жизни организма способствует поддержание гомеостаза - относительного постоянства переменных внутренней среды организма при внешних и внутренних возмущениях. В процессе жизни организма с помощью систем управления осуществляется адаптация к условиям обитания и приспособление к стрессам.

Между живыми организмами и объектами техники имеются существенные аналогии [35]. Многочисленны аналогии между частями управляющей и метаболической систем организма и различными объектами техники и технологий. Одной из существенных аналогий является аналогия управления в природе и технике: в "умной" технике также вначале задается цель, затем подготавливается экспертная система, которая хранит весь предыдущий опыт и позволяет на основе вводимых в эту систему текущих ограничений и условий определить путь достижения цели (следовательно, экспертная система заменяет мозг и выполняет те же функции), далее реализуется выбранный экспертной системой вариант с использованием текущего управления и контроля на основе обратных связей между рецепторами, эффекторами и "мозгом". В "умной" технике современного уровня используются в основном обратные связи для текущего управления и достижения цели.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 253; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.032 сек.