пятница, 26 ноября 2021 г.

Зарождение и предмет кибернетики

Первое упоминание термина «кибернетика» содержится в научном труде Андре-Мари Ампера «Опыт о философии наук». Великий французский физик, математик и естествоиспытатель определил кибернетику как науку об управлении государством, призванную обеспечивать его жителям разнообразные блага.

Современная трактовка термина была предложена американским математиком, одним из основоположников теории искусственного интеллекта Норбертом Винером. Он описывал кибернетику как науку, изучающую общие закономерности управления и передачи информационных данных в живых организмах, машинах и обществе.
Кибернетика исследует обратную связь, производные концепты, чёрные ящики. Она изучает, каким образом живые и неживые организмы, а также машины обрабатывают получаемую ими информацию, выдают определённую реакцию на неё, трансформируются под её влиянием с целью реализации двух своих основных задач: управление и коммуникация.
Кибернетическое управление получило своё развитие в нескольких направлениях. Суть кибернетики формируют две составляющие:

Теоретическая часть
Формирует научный аппарат и основные способы исследования управленческих систем. Включает в себя несколько крупных математических разделов. Изучает и анализирует теорию автоматов, теорию преобразования информационных данных и пр.

Техническая часть
Исследует особенности управления техническими системами. Изучает принципы деятельности и функционирования автоматов, роботов и ЭВМ. Отвечает за сбор информации, её перемещение, обработку, анализ и хранение.
Развитие кибернетики началось с активного и масштабного внедрения этой молодой науки во многие сферы жизни человечества. Основные направления кибернетики:
Искусственный интеллект
В виде отдельного исследовательского направления искусственный интеллект появился в середине прошлого века. Его основная цель – изучение работы и функционирования человеческого мозга с помощью математических методов анализа.

В обобщённом смысле искусственный интеллект – это направление кибернетического управления, с помощью которого интеллектуальные виды деятельности человека моделируются при помощи машин и программного обеспечения. Искусственный интеллект также включает в себя и возможность выполнения творческих функций, которые считаются характерными только для человеческого мозга.

Сегодня искусственный интеллект наполняет многие сферы нашей жизни: робототехника, компьютерные технологии, медицина и здравоохранение, политика, образование, промышленность, сельское хозяйство, банковская деятельность, сфера организации безопасности и пр.

Медицинская кибернетика
Второе по распространённости направление кибернетики – медицина и здравоохранение. Врачи-кибернетики работают в содружестве с клиническими врачами (терапевтами, неврологами, хирургами, психиатрами и пр.), а также с физиологами, биохимиками, фармацевтами, инженерами, математиками и другими специалистами, прямо или косвенно задействованными в медицинской отрасли.

Кибернетическая биология
Эта наука исследует управленческие системы в живых организмах. В центре её анализа находятся принципы и способы адаптации животных и растений к окружающим условиям, а также передача информации на генном уровне от одного поколения к другому.

Техническая кибернетика
Данное инженерное направление отвечает за изучение и автоматизированное управление комплексными динамическими техническими средствами: летающими транспортными средствами (самолётами, ракетами), автомобильными системами, технологичными промышленными агрегатами, морскими суднами, роботами и пр.

Одно из основных направлений инженерной кибернетики – разработка автоматизированных информационных и измерительных устройств (например, датчиков, регистраторов, измерительных установок и пр.).

Спортивная кибернетика
Кибернетика в спорте получила развитие в двух главных направлениях:
  • наблюдение за физическим состоянием спортсменов, исследование и анализ психологической подготовки игроков;
  • исследование и создание стратегий и тактик игровой деятельности для командных спортивных игр и соревнований.
Экономическая кибернетика
Это направление сформировано на стыке трёх наук: математики, экономики и кибернетики. Оно исследует движение информационных данных в экономике и их влияние на организацию экономических процессов. Основные инструменты и методики, применяемые в экономической кибернетике: математическое программирование, экономико-математическое моделирование, эконометрика.

Социальная кибернетика
Это направление получило своё широкое применение в социологии. Оно базируется на основных принципах кибернетического управления и общей теории систем. Социокибернетика как наука исследует законы функционирования самоорганизующейся социальной системы общества с целью формирования наиболее продуктивных моделей управления общественными процессами.

Правовая кибернетика
Кибернетика также получила своё развитие и в области юриспруденции. Правовое кибернетическое управление применяется для исследования функционирования государственно-правовых систем с целью предложения моделей для автоматизации юридической деятельности и отдельных её направлений. Сегодня правовую кибернетику применяют для понимания и трактовки законодательных актов и анализа возможности их применения в частных случаях.

Кибернетика как наука сегодня заполнила практически все сферы нашей жизни. Автоматизация сегодня становится непросто популярным удобством, а необходимостью, и это касается всего: от простейших приборов, ежедневно используемых нами в быту, до трудоёмких производственных процессов.

Кибернетика лежит у истоков изобретения всех современных контролирующих систем и устройств, начиная от таймера в кофе-машине и заканчивая автоматами, управляющими атомными реакторами. В основе функционирования всех электронных приборов также лежат теоретические и практические принципы кибернетического управления.
Вся современная компьютерная техника в виде стационарных машин, ноутбуков, сотовых телефонов, планшетов, игровых приставок, фитнес-браслетов создаётся на базе кибернетических знаний и математических методов.

Продолжит своё развитие в будущем и область робототехники и искусственного интеллекта. Это позволит освободить человека от физической и умственной активности, передать машинам выполнение процессов, приносящих пользу и повышающих качество человеческой жизни.