Используя те или иные анализаторы, животное может осуществлять различные, порой очень тонкие нюансы деятельности, как-то: обнаруживать, опознавать, воспринимать, распознавать, различать, отличать, классифицировать, идентифицировать, отождествлять, выделять, детектировать, выявлять и т. д. Реализация некоторых названных процессов требует разной степени участия высших участков анализатора – сложной анализаторной и синтезаторной деятельности мозга, для осуществления других достаточно участия периферических участков анализатора – его сенсорных концов. Но во всех случаях дело не ограничено «срабатыванием элементарных датчиков», а предполагает некоторую более или менее тонкую анализаторную деятельность. Обсуждаемая сейчас проблематика имеет еще один, скрытый аспект. Дело в том, что в наиболее сложных вариантах анализаторной деятельности мозг животного в конце концов принимает решение. В простейшем случае это дихотомическое разделение типа «съедобно – несъедобно», «опасно – безопасно», «полезно – бесполезно», «полезно – вредно», «интересно – безразлично», «да – нет»» и т. д. В общем случае сюда следует отнести любые задачи оценки ситуаций, любые задачи принятия решений, так как все они заключаются в том, что к механизму принятия решения поступает информация извне (о состояниях внешней среды), от внутренних органов (о внутренних состояниях системы), из памяти (предыдущий и генетически заданный опыт),

Для периферийного участка анализатора характерно постепенное уменьшение количества информации – принцип «физиологической воронки», а центральная ее часть разделяет информацию на классы (образы), ставя в соответствие бесконечное множество состояний внешней среды конечному, часто очень малому множеству решений. Если в технических системах связи основным является возможное сохранение информации, то в тракте анализатора многое направлено на то, чтобы отсеять значительную часть воспринятой рецепторами информации.

Всю проблематику, связанную с указанной анализаторной деятельностью, чаще всего коротко называют теорией опознания образов. Она широко и подробно рассматривается в кибернетике, образуя раздел, занимающийся анализом логико-информационных процессов, происходящих в опознающих системах, и разработкой принципов построения и реализации алгоритмов, описывающих процессы опознания. Эта проблематика долгие годы является центральной в бионике. Она приобретает бионическую окрашенность в силу того, что задача опознания рассматривается не так, как это принято в технике – от математической формулировки к физической реализации, – а бионически: от изучения биологического прообраза к его моделированию.

В начале книги мы упоминали о методике PATTERN, служащей для оценки важности основных задач, стоящих перед США, при достижении основных национальных целей. Здесь будет уместно упомянуть о результате, полученном американской фирмой «Ханивелл». Расположив в порядке значимости 17 категорий основных систем (транспортных, управляющих, радиотехнических и других), обеспечивающих успешное решение основных национальных задач, и рассчитав их коэффициенты нежности (к), фирма представила правительству США такой список:

1)     обнаружение, опознание и наблюдение – к =1,0;

2)     средства доставки – с = 0,5;

3)     навигация – к = 0,4;

4)     средства уничтожения – м = 0,4 и т. д.

Интересно отметить, что обсуждаемая в этом разделе проблема занимает первое место в списке и имеет самый высокий коэффициент важности. Правда, следует оговориться, что эти коэффициенты являются функциями многих факторов, включая, например, оценку того, имеет ли система достаточно высокие характеристики или нуждается в существенном улучшении, и другие соображения.

Известны довольно интересные результаты, полученные в области бионики моря на основе исследований зрительной системы краба, сетчатки мечехвоста, глаза осьминога и других. Однако эти частные факты не должны заслонять более важные вопросы, связанные с рассмотрением задачи опознания образов в целом. В отличие от многих других задач бионики моря, опознание образов можно считать довольно разработанным разделом. Фактически почти всегда, рассматривая работу реальной опознающей системы, легко выделить по крайней мере три основных момента ее функционирования: поиск, обнаружение и опознание (принятие решения о принадлежности к некоторому классу). В отдельных случаях процедуры обнаружения и опознания затруднительно разделять и структурно (по «схеме»), и функционально (по алгоритму). Не имея возможности останавливаться на столь тонких деталях проблемы, мы рассмотрим в этой главе только некоторые вопросы строгой постановки и решения задачи опознания образов. Некоторые аналитические выражения могут показаться читателю трудными для понимания, но каждое из них будет комментироваться достаточно подробно на обычном, нематематическом языке. Если все же отдельные положения следующих двух разделов останутся непонятными, то следует иметь в виду, что это не создаст трудностей для ознакомления с последующими очерками, которые, в соответствии с принятой в книге структурой, являются относительно независимыми друг от друга. Для ознакомления с проблематикой опознания образов может быть рекомендована литература, в которой эти вопросы изложены более доступно.

Предыдущая глава: Исследование самоорганизации многоклеточных и одноклеточных

Следующая глава: Системы параметров образов в пространстве