Методологические проблемы теоретической робототехники

Глазунов, Виктор Аркадьевич

автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.08
диссертация на тему: Методологические проблемы теоретической робототехники

Год: 2003
Автор научной работы: Глазунов, Виктор Аркадьевич
Ученая cтепень: доктора философских наук
Место защиты диссертации: Москва
Код cпециальности ВАК: 09.00.08

Диссертация по философии на тему 'Методологические проблемы теоретической робототехники'

Полный текст автореферата диссертации по теме "Методологические проблемы теоретической робототехники"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ФИЛОСОФИИ

На правах рукописи

Глазунов Виктор Аркадьевич

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКИ

Специальность: 09.00.08 - Философия науки и техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора философских наук

Москва 2003 г.

Работа выполнена в секторе Философских проблем междисциплинарных исследований Института философии Российской Академии Наук

Научный консультант:

доктор философских наук, профессор Аршинов В.И.

Официальные оппоненты:

доктор философских наук, профессор Алексеева И.Ю. доктор философских наук, профессор Пружинин Б.И. доктор технических наук, профессор Перминов М.Д.

Ведущая организация:

Московский энергетический институт (технический университет) Кафедра философии, политологии и социологии'

Защита состоится « /7» _200^ г. в /V часов на засе-

дании Диссертационного совета Д 002.015.03 в Институте философии РАН, в зале заседаний Ученого Совета по адресу: 119992, Москва, ул. Волхонка, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института философии РАН

Автореферат разослан « 200 3_г.

Ученый секретарь специализированного Совета,

доктор философских наук ^¡^Ц^ Л-П- Киященко

2.оо?-А

Актуальность темы

Теоретическая робототехника, под которой мы понимаем совокупность методов конструирования робототехнических систем и исследования их механических характеристик и принципов управления, является одним из самых молодых и перспективных направлений исследований последних десятилетий. В этой отрасли знаний объединились достижения механики (в частности, теории механизмов), а также кибернетики (включая теорию информации, теорию автоматического управления, электронику). Теоретическая робототехника представляет собой пример впечатляющих результатов междисциплинарного взаимодействия. Создаваемые на этой основе технические системы способны исследовать не только поверхности удаленных планет и глубины океана, но и внутреннее строение человеческих органов, а также молекулярную структуру органических и неорганических веществ на наноуровне. Робототехнические системы представляют собой устройства, позволяющие наиболее адекватно смоделировать характеристики и принципы управления, соответствующие некоторым функциям человеческого тела.

Современное состояние науки характеризуется как этап постне-классического развития, предметом которого выступают процессы эволюции и самоорганизации человекоразмерных систем. В этом смысле теоретическая робототехника представляет особый интерес, так как изучаемые ею и конструируемые на ее основе объекты — роботы - подвержены необходимости преодолевать состояния бифуркации, они должны уметь самоорганизоваться - адаптироваться к окружающей среде, к изменению собственных параметров, к перемене выполняемых заданий. Рассматриваемые теоретической робототехникой процессы саморефлексии определяют то обстоятельство, что эта методология работает на самоосознание научного сообщества, и этим обусловлена особая степень человекоразмерности теоретической робототехники (по отношению к другим наукам). В этой связи уместно рассмотреть и само занимающееся этой проблематикой научное сообщество как развивающуюся систему, для которой возможны революционные изменения парадигмы, представляемые как состояния бифуркации.

1 РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ; БИБЛИОТЕКА I С. Петербург п и

' оэ «т(%П

можность нахождения в ней человека, к антропоморфным самоуправляемым системам, способным функционировать в непосредственном взаимодействии с человеком. Здесь важно не упустить из вида, что «...взаимодействие человека со сложными открытыми системами протекает тагам образом, что само человеческое действие не является чем-то внешним, а как бы включается в систему, видоизменяя каждый раз поле ее возможных состояний. Отсюда в стратегии деятельности оказывается важным определить пороги вмешательства в протекающие процессы и обеспечить за счет минимизированного воздействия именно такие направления развития системы, которые позволяют избежать катастрофических последствий и обеспечивают достижение человеческих целей»1

В этой связи актуальными представляются две проблемы. С одной стороны, нужно философски осмыслить методологию теоретической робототехники как одной из самых новых и междисциплинарных наук, определить истоки, тенденции, бифуркации ее развития, возможности управления этим процессом. На наш взгляд, это осмысление наиболее эффективно можно осуществить на основаниях синерге-тической парадигмы. При этом важно, «...оставаясь на позициях конкретной науки, использовать ее [синергетики] потенциал как технологию универсалий, реализуемую в практической деятельности».2

С другой стороны, сама теоретическая робототехника может внести вклад в обоснование синергетики - прежде всего в плане формирования нового класса механических моделей для постановки мысленных экспериментов, описывающих процессы самоорганизации и условия формирования новой исследовательской парадигмы. Может быть, это звучит несколько парадоксально, но данные модели позволяют рассмотреть факторы, определяющие катастрофичность процессов бифуркации, способность системы выйти на более высокую размерность ее функционирования, и в этом смысле можно говорить о возможности моделирования научных революций (безусловно, огрубляя развивающуюся систему), а также о «постнеклассическом механицизме» (термин принадлежит В.И. Аршинову).

Взаимосвязь обеих проблем обусловлена тем, что исследования в области посте классической науки только начаты, намечены лишь самые общие черты этого этапа развития науки. Рассмотрение робототехники как характерного примера актуально для уяснения черт данного этапа, для систематического описания его свойств, анализа и

1 Стенин В С Теоретическое -ниние М Прогресс-Традиция 2000, с 695

2 Аршинов В И , Буданов В Г Когнитивные основания синергетики / Синергетнчеекая парадигма Нелинейное мышление в науке и иск) сстве М Прогресс-Традиция, 2002, с 78

*- г«-"

■ «инвентаризации» проблем. Постнеклассический вид науки (и в частности теоретическая робототехника) несомненно обладает мощным потенциалом собственных философских проблем, капиталом эвристически полезных моделей и метафор для других наук (в том числе, возможно, и социально-гуманитарных).

Научное сообщество, занимающееся проблемами робототехни-, ки, как и сама теоретическая робототехника подвержены общим зако-

номерностям развития эволюционирующих систем, и одной из этих закономерностей является многокритериальность при становлении научных теорий. Рассматривая критерии формирования и выбора тео-I1 рии, можно выделить, по крайней мере три из них - это простота

(внутреннее совершенство), это соответствие теории опытным данным, и кроме того, может присутствовать еще критерий принадлежности общепринятой парадигме. В процессе эволюции теории претерпевают своего рода естественный отбор сообразно изменяющимся условиям, одно из которых - это наличие новых результатов, обусловленных функционированием существующих парадигм. Целесообразно рассмотреть упомянутый процесс в теоретической робототехнике.

Функционируя в контексте постнеклассической науки, теорети-. ческая робототехника вступает в междисциплинарные взаимодействия с другими отраслями знания, привнося и испытывая парадигмаль-ные прививки (B.C. Степин). В связи с этим своевременным представляется рассмотрение взаимосвязи достижений робототехники с идеями виртуалистики как нового направления междисциплинарных исследований в современной науке и практической деятельности. Согласованное действие (синергия) двигателей робота осуществляется благодаря наличию у него встроенной математической модели собственного поведения - некоего «виртуального робота», следует учитывать также вероятностный характер предполагаемого движения робота внутри задаваемого «коридора». Виртуальный подход (особенно в плане его компьютерной реализации) может существенно расширить возможности эффективного синтеза новых технических устройств, в том числе и роботов. Проектировщик еще на стадии предварительного просмотра вариантов может воочию убедиться в преимуществах или недостатках того или иного решения, посмотреть, как будет двигаться предполагаемый механизм. Наряду с этим робототехника, в частности, различные тренажеры или имитаторы способны в значительной степени усилить уровень восприятия виртуальной реальности и взаимодействия с пей, так как тело человека будет претерпевать и само оказывать соответствующие воздействия сообразно с развитием сюжета в виртуальном мире.

Исходным пунктом рассмотрения указанных вопросов должно явиться определение места теоретической робототехники в системе постнеклассической науки, затем нужно исследовать процесс междисциплинарного взаимодействия между теорией механизмов и кибернетикой, произошедшего при становлении робототехники. Для исследования процессов самоорганизации в теоретической робототехники далее следует представить робототехнические модели, предназначенные для уяснения черт, присущих процессам бифуркации, происходящим в период научных революций Нужно рассмотреть также еще один важный аспект самоорганизации, связанный с многокритериальное! ью. проявляющейся при формировании и выборе научной теории. Памятуя о постнеклассическом характере теоретической робототехники, далее целесообразно рассмотреть взаимные парадиг-мальные прививки между робототехникой и другими отраслями знания, в частности виртуалистикой. Завершить исследование должно рассмотрение вопросов, связанных с антропоморфностью и проявлениями сетевого мышления в теоретической робототехнике.

Исходя из изложенного, тема данного исследования, посвященного теоретической робототехнике как самоорганизующейся эволюционирующей системе, представляется своевременной и актуальной.

Степень разработанности проблемы.

Исследования в данной работе были проведены на основе концепции постнеклассической науки3, которая характеризуется междис-циплинарностью, особой восприимчивостью к парадигмальным прививкам вступающих во взаимодействие различных дисциплин, присутствием в ее функционировании качественных параметров челове-коразмерности, способностью к самоорганизации, возникновением режимов бифуркаций и катастроф.

Многие актуальные идеи по самоорганизации и нелинейному мышлению (как мы могли бы сказать сегодня) во взаимосвязи с положениями механики можно найти в трудах философов Античности и Нового времени: Аристотеля, Платона, Леонардо да Винчи, Р. Декарта, Ф. Бэкона, Д. Юма, Г.Ф.В. Гегеля, И. Канта и др. Весьма ценные, мысли по бифуркациям человекоразмерных систем содержатся в трудах Г. Башляра, У. Бека, М. Вебера, Э Гуссерля, К. Маркса, X Ортега-и-Гассета, М Полани, Г. Спенсера, Ф. Энгельса и др., а также отечественных авторов" В.И. Вернадского, В.Э. Войцеховича, ФФ. Вякке-рева, П.П Гайденко, A.A. Зенкина, Э.В. Ильенкова, Б.М. Кедрова,

3 Степин В С Теоретическое шание М Прогресс-Традиция, 2001, 754 с

C.B. Ключевского, B.A. Коваленко, В.И. Ленина, H.H. Моисеева, А.П Шептулина, Г.Г. Шпета, Г.П. Щедровицкого, и др.

Существенное влияние на автора данной работы при формулировании круга рассматриваемых вопросов оказали результаты И.Ю. Алексеевой, В.И. Аршинова, O.E. Баксапского, В.Г. Буданова, И.А. Герасимовой, Л.П. Кпященко, A.A. Коблякова, С.Н. Коняева, М.М. Кузнецова, В.А. Лекторского, Е.А. Мамчур, И.Е. Москалева, А.Л. Никифорова, Б.И. Пружинина, В.Л. Рабиновича, В.М. Розина, B.C. Сте-пина, В.В. Тарасенко, П.Д. Тищенко, Б.Г. Юдина, а также личные контакты со многими из указанных исследователей. Важное значение при постановке задач данной работы имели труды в области синергетики, теории катастроф и бифуркаций, в этой связи упомянем работы В.И. Арнольда, Ю.Л. Климонтовича, E.H. Князевой, С.П. Курдюмова Э. Ласло, К. Майнцера, Г.Г. Малинецкого, Т. Постона, И.Р. Пригожина, Г.Ю. Ризниченко, И. Стюарта, Р. Тома, Г. Хакена, Д.С. Чернавского и др.

Были проанализированы исследования представителей различных философских школ, которые непосредственно не занимались методологией робототехники, но выводы которых, на наш взгляд, можно было применить в рассматриваемой области. Отметим здесь работы Р. Ассаджоли, А. Бергсона, Р. Бэндлера, П. Вацлавека, Д. Гриндера, Ч. Дарвина, Ж. Делеза, А.Г. Маслоу, Ч. Морриса, Ф. Ницше, Ж. Пиаже, П. Рикера, 3. Фрейда, Р. Хаббарада, Ю. Хабермаса, М. Хайдеггера, К. Чапека, А.Л. Чижевского, Т. де Шардена, А. Шопенгауэра, К.Г. Юнга и др., а также отечественных авторов: И.А. Акчурина, Д Л. Андреева, H.A. Бердяева, Л.С. Выготского, Н.И. Козлова, П.А. Лежебокова, АН. Леонтьева, И.Я. Лойфмана, Л.А. Микешиной, В.В. Налимова, З.М. Оруджева, В.Н. Поруса, Д А Поспелова, А.И. Ракитова, P.E. Ровин-ского, В.В. Розанова, М.Г. Розовского, Г.И. Рузавина, М.Н. Руткевича, Ю.В. Сачкова, Е Д. Смирновой, К.С. Станиславского, С.С. Хоружего и др.

ского, Д.Г. Гусева, А А. Денисова, И.А. Евина, П.Л. Капицы, О.А Матвейчева, P.M. Нугаева, AB. Резаева, В И. Сергеева, С.А. Титова, P.P. Хазеева, С.Ю. Чернакова, М. Эпштейна и др. Особое значение при формировании круга вопросов, рассматриваемых в данной работе, имели труды JI. Витгенштейна, Т. Куна, И. Лакатоса, К. Поппера, П. Фейерабенда, Д. Хофштадтера

Одной из важнейших отправных точек данной работы явились результаты исследователей, занимавшихся механикой, а также теорией механизмов и машин. Здесь упомянем труды A.A. Андронова, И.И. Артоболевского, М. Атанасиу, Д. Бейкера, А.П. Бессонова, Д. Бинни-га, И.А. Биргера, А.Н. Боголюбова, Р. Болла, Н.Г. Бруевича, Р. Войня, Я.Л. Геронимуса, М. Гольдберга, Д. Даффи, Ф.М. Диментберга, В.В. Добровольского, E.H. Ивашова, С. Инносенти, У. Клиффорда, А.Е. Кобринского, Ю.Г. Козырева, В.О. Кононенко, А.П. Котельникова, А.Ф Крайнева, Г.В. Кренина, П.Д. Крутысо, П.С. Ланды, П.А. Лебедева, Н.И. Левитского, A.M. Ляпунова, К. Мавроидиса, А.П. Малышева, Е.Г. Нахапетяна, Ю.И. Неймарка, Я Г. Пановко, В. Паренти-Кастелли, М.Д. Перминова, Л.С. Понтрягина, Л.А. Растригина, Ф. Рело, Л.Н. Решетова, Г. Рорера, Б. Росса, К. Рота, Ю.Л. Саркисяна, П.О. Сомова, Р.Б Статникова, Д. Уитни, К.В. Фролова, К. Фукунаги, К. Ханта, П.Л. Чебышева, Э. Штуди и др.

Развитие теоретической робототехники обусловливает связь механики с теорией автоматического управления и проблемой искусственного интеллекта, поэтому существенное внимание при анализе литературы было уделено публикациям в этой области, тем более что автор данной работы занимается исследованиями манипуляторов нового класса, имеющих параллельную структуру. В данной связи упомянем работы И И. Артоболевского, П.Н. Белянина, В.Е. Болнокина, Е.И. Воробьева, М. Вукобратовича, В Гауфа, В.Г. Градецкого, Д. Де-навита, В.И. Капалина, А.Е. Кобринского, А.Ш. Колискора, М.З. Ко-ловского, А.И. Корендясева, H.H. Красовского, А.Г. Лескова, B.C. Медведева, Д.Е Охоцимского, Р. Пола, Е.П. Попова, К.А Пупкова, П. Рабарделя, Д Стюарта, К. Сугимото, A.B. Тимофеева, Р. Хартенберга, Я.З Цыпкина, Ф Л. Черноусько, Л.И. Чинаева, A.C. Ющенко, B.C. Ястребова и др

Весьма сильное впечатление на автора данного исследования произвели, результаты, доложенные на последнем по времени Симпозиуме по теории и практике робототехнических систем (2002 г., Италия). Многие из этих результатов связаны с антропоморфными роботами. Отметим здесь работы Ф. Бидо, X. Ван Брюсселя, Ж. Виллано-

вы, К Вольхарта, Ж.-К. Гино, X. Лима, В. де Сара, Ф. Пфайфера, А. Таканиши, О. Хатиба, В. Шилена, и др.

Подчеркивая степень разработанности предлагаемой в данном исследовании темы, отметим, что постановка проблемы, связанной с философской методологией теоретической робототехники как челове-коразмерной самоорганизующейся постнеклассической науки, является достаточно новой и актуальной.

Целью данного исследования является: выявить закономерности развития теоретической робототехники как самоорганизующейся, эволюционирующей, человекоразмерной системы на основе анализа междисциплинарности, парадигмальных прививок, бифуркаций, многокритериальное™.

' Сообразно с поставленной целью в диссертации формулируются следующие задачи исследования:

- Определить место теоретической робототехники в системе постнеклассической науки и выявить закономерности процесса междисциплинарного взаимодействия между теорией механизмов и кибернетикой, приведшего к возникновению робототехники.

- Определить характер протекания научных революций как процессов бифуркации человекоразмерных систем и разработать для этого наглядные робототехнические модели для постановки мысленного эксперимента.

- Определить закономерности формирования и выбора научной теории в робототехнике во взаимосвязи с многокритериальным подходом, основанным на паретовских множествах. Рассмотреть взаимосвязь многокритериальности и эволюционизма в робототехнике с учетом условий, определяющих адаптационные или бифуркационные изменения паретовских множеств.

- Определить характер развития теоретической робототехники во взаимосвязи с виртуалистикой, используя при этом инструментальный подход. Установить закономерности осуществления парадигмальных прививок между робототехникой и другими отраслями науки.

- Определить характер развития теоретической робототехники во взаимосвязи с появлением роботов, имитирующих поведение человека (двуногая ходьба, мимика, игра на музыкальных инструментах). Установить аспекты сетевого мышления в робототехнике с учетом фрактальности процессов решения научных задач.

Методологическая основа диссертации'

В работе используется сложи вшаяся в отечественной философии система методологического анализа проблем развития науки, методология рассмотрения вопросов междисциплинарности, парадиг-мальных прививок, многокритериальности с использованием положений синергетики, теории катастроф, самоорганизации, бифуркаций. Кроме того, в данной работе развит метод научной интроспекции (рассмотрение процесса решения ранее завершенных автором научных задач теоретической робототехники), а также метод мысленного эксперимента на созданных робототехнических моделях.

Научная новизна результатов диссертации.

Научная новизна данного исследования обусловлена тем, что в нем впервые в отечественной научно-исследовательской литературе представлена концептуальная систематизация идей о закономерностях развития теоретической робототехники как самоорганизующейся, эволюционирующей, человекоразмерной системы на основе анализа междисциплинарности, парадигмальных прививок, бифуркаций, многокритериальности.

Наиболее существенные результаты, полученные диссертантом, определяются тем, что в работе:

- Исследованы методологические особенности теоретической робототехники с точки зрения ее места в системе постнеклассической науки. Рассмотрены аспекты междисциплинарности робототехники с точки зрения петлеобразное™ развития составляющих ее дисциплин -теории механизмов и кибернетики.

- Разработаны механические (а вернее робототехнические) модели для проведения мысленных экспериментов по выявлению свойств процессов бифуркации и определению возможности управлять этими процессами. Разработаны наглядные модели, с помощью которых можно устанавливать некоторые свойства, присущие научным революциям. Данные модели распространяются на герменевтические аюы, а также на «моменты ннсайта». Тем самым сформирован новый класс моделей для постановки мысленных экспериментов, описывающих процессы самоорганизации.

- Рассмотрен многокритериальный подход к проблеме формирования и выбора научной теории. Исследована взаимосвязь многокритериальности и эволюционизма в теоретической робототехнике.

- Рассмотрена «цепочка», связывающая в рамка* инструментального подхода методологии теоретической робототехники и вир-туалистики. Исследован процесс осуществления взаимных парадиг-

мальных прививок на примере междисциплинарного взаимодействия робототехники и кристаллографии.

- Рассмотрены аспекты теории роботов как воплощения математики - формализованного действия во взаимосвязи с появлением роботов, имитирующих поведение человека (двуногая ходьба, мимика, игра на музыкальных инструментах). Рассмотрены аспекты сетевого

I мышления в робототехнике на примере решения проблем микромани-

пулирования и нанотехнологий.

Положения, выносимые на защиту 1 - Установлено, что теоретическая робототехника представляет

собой эволюционирующую систему, требующую для своего описания, по принципу дополнительности, использования моделей классической, неклассической и постнеклассической науки. Отмечено, что теоретическая робототехника, как целостное образование7шире суммы составляющих ее частей - теории механизмов и кибернетики. Междисцип-линарность (благодаря синергии степеней свободы и адаптации роботом модели собственного поведения) обеспечила новый уровень разрешения противоречия между требованиями автономности и гибкости (способности работать по множеству программ).

( рой структуры вызывает «напряжения», данный период характеризу-

ется хаосом. Для выхода на новую размерность необходимо воздействие, направленное «ортогонально» старой парадигме (это могу г быть парадигмальные прививки) ■ - Показано, что в процессе формирования и выбора научной

теории существуют, как правило, три противоречивых (с точки зрения паретовского подхода) критерия: полнота соответствия теории опытным данным, простота теории и принадлежность теории к принятой парадигме. Указанные критерии обусловливают формирование паре-товских множеств теорий, а в качестве параметров выступают принимаемые в рассмотрение научные факты. Изменение значения параметров может приводить к бифуркации и нарушению паретовского множества. Теории, различающиеся на лингвистическом, семантиче-

оком или эмпирическом уровнях, могут переходить из одного разряда различий в другие

- Отмечено, что ((естественный отбор» при формировании парадигмы осуществляется на основе двух главных критериев простота и максимальная функциональность. Научное сообщество при оценке изобретения или теории руководствуется другими критериями - соответствие достигнутому научному уровню и степень его превышения. Каждое новое изобретение или научный результат изменяет существующее паретовское множество. Если члены множества дополняются новыми, то это адаптационное изменение. Если происходит исключение из множества каких-то его представителей, то это бифуркационное изменение, и возможна смена парадигмы.

- Показано, что теоретическую робототехнику можно рассматривать как инструмент и как орудие. Созданные при участии теоретической робототехники модели виртуальной реальности, производящие обратное воздействие на сотворившего их субъекта, расширяют возможности его взаимодействия с порождаемой реальностью. Тем самым качественно преобразуется традиционная интерпретация принципа наблюдаемости, что характерно для пост неклассической науки в целом. Этим обусловлены возможности и ограничения робототехники в порождаемой реальности

- Установлено, что парадигмальные прививки происходят не односторонне из одной сферы науки в другую, а взаимосогласованно. При этом первично возникают проблемы понимания языков, уточняется постановка задач и происходит подбор методов их решения. Отмечено, что необходимы значительные творческие усилия не только для нахождения алгоритма решения вопроса, но и для осуществления герменевтического акта понимания научной проблемы, которое может произойти уже после того, как найден собственный путь решения задачи.

- Показана возможность использования алгоритмов, разработанных в теоретической робототехнике (обход состояний бифуркации, управление в них посредством локальных воздействий, принцип исключения состояний бифуркации), в направлении создания антропоморфных самоуправляемых систем, способных функционировать в среде, включающей человека. Для управления эволюционирующими системами (в том числе наукой), в которые встроен человек-, характеризующийся творческими потребностями в ипсайте, более всего пригоден «принцип кормчего» (H.H. Моисеев) - локальное воздействие в состояниях бифуркации.

- Отмечено, что принцип организации сетевого мышления (формирующегося, в частности, для решения проблем нанотехноло-гий) как феномена постнеклассической науки указывает на фракталь-ность сети, «накрывающей» проблему, а также на возможности и ограничения робототехники (во взаимодействии с человеком, компьютерами, биороботами). Эти ограничения обусловлены неизбежным отходом от устоявшихся парадигмапьных норм и необходимостью акта понимания (переформулировки для узла сети мышления) уже существующих алгоритмов - применительно к каждой конкретной ситуации.

Теоретическая и практическая значимость полученных результатов обусловлена темой исследования, связанной с принципами самоорганизации теоретической робототехники. Установленные в диссертации закономерности, обусловленные междисциплинарностыо и постне-классическим характером теоретической робототехники, призваны повысить эффективность и осмысленность работы конструкторов, инженеров и ученых, занимающихся разработкой и исследованием робототехнических систем.

Разработанные в диссертации модели бифуркационных процессов, происходящих при осуществлении творческих актов или научных революций, призваны облегчить постановку мысленных экспериментов для определения свойств самоорганизующихся человекоразмерных систем. Тем самым внесен определенный вклад в развитие методологии изучения указанных систем.

Полученные в диссертации результаты по многокритериальное™ формирования и выбора научной теории, а также оценки изобретательского уровня в робототехнике позволяют более эффективно и адекватно проводить экспертизу изобретений и научных теорий в этой области.

Представленные в работе результаты по взаимосвязи робототехники и виртуалистики, а также по сетевому мышлению в робототехнике дают возможность обеспечить повышение достоверности восприятия человеком виртуальной реальности (в том числе уяснения свойств проецируемых, но еще не изготовленных устройств), обусловить увеличение эффективности взаимодействия представителей научного сообщества как ячеек единой сети.

Результаты данной работы целесообразно использовать при преподавании в вузах философии науки и техники, а также технических дисциплин (теория механизмов и машин, теория роботов, основы конструирования, прикладная механика, патентоведение, сопротивление материалов и др )

Апробация полученных результатов осуществлена в процессе чтения лекций на основе разработанных диссертантом материалов по философии науки, теории механизмов и машин, прикладной механике, патентоведению, читавшихся в Московском государственном текстильном университете, Московском государственном индустриальном университете, Ивановской государственной архитектурно-строительной академии. Материалы и выводы диссертации нашли отражение в сообщениях автора на международных научных мероприятиях - VIII и X Всемирные конгрессы по теории механизмов и машин (Прага, 1991, Оулу (Финляндия), 1999); XIII и XIV Международные симпозиумы по теории и практике робототехническнх систем (Ro-ManSy) (Закопане (Польша), 2000, Удине (Италия), 2002), XII и XIII Международные симпозиумы по динамике снльнонелинейных виброударных систем (Москва, 1998, 2001), V Международная конференция по проблемам колебаний (Москва, 2001), Международная конференция по промышленным роботам РОБКОН - 5 (Варна (Болгария), 1989), Национальный симпозиум по промышленным роботам (Бухарест (Румыния), 1991) V Всесоюзное совещание по робототехнике (Геленджик, 1991), VI Всесоюзная конференция по управлению в механических системах (Львов, 1988) и др. Результаты диссертации докладывались на Ученом совете Института машиноведения РАН, в секторе Философских проблем междисциплинарных исследований Института философии РАН, секции кибернетики Центрального дома ученых РАН, на семинарах по робототехнике и теории механизмов, руководимых акад. Д.Е. Охоцимским, проф, Н.И. Левитским, проф. Ф.М. Диментбергом, проф Е.Г. Нахапетяном, на семинарах по философии науки, руководимых проф. В И. Аршнновым, М.М. Кузнецовым. Основные результаты исследования нашли отражение в публикациях автора (две монографии, а также ряд статей и изобретений).

Структура диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.

Основное содержание работы

Во Введении обосновывается актуальность (емы, характеризуется степень ее разработанности, формулируется цель и задачи исследования, ею меюдологическая основа, выделяются положения, характеризующие научную новизну работы и выносимые на защиту, указываются результаты работы, обусловливающие ее теоретическую и практическую значимость.

В главе I. «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА ВО ВЗАИМОСВЯЗИ С ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКИМ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ХАРАКТЕРОМ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ» определяется место теоретической робототехники в системе современной постнеклассической науки, а также исследуется характер процесса междисциплинарного взаимодействия между теорией механизмов и кибернетикой, приведшего к возникновению теоретической робототехники.

В параграфе 1.1. «РОБОТОТЕХНИКА И ПОСТНЕКЛАССИЧЕ-СКАЯ НАУКА» рассматривается взаимосвязь между научной робототехникой и общим контекстом современной науки, которая в настоящее время переживает период постнеклассического развития. Вначале сделано предположение, что теоретическая робототехника должна нести черты всех трех этапов развития науки - классического, неклассического и постнекласиического

Чертами классической науки являются четкое разделение между дисциплинами, между субъектом и объектом; подчеркнутая беспристрастность, провозглашаемая научной этикой; объективность, обусловленная правилами индукции; практическая направленность, опирающаяся на опыт. Неклассическая наука возникла в результате кризиса физики конца XIX начала XX в., это связано с появлением теории относительности и квантовой механики. Квантовомеханическое описание характеризуется тем, что в нем теоретические характеристики объекта даются через ссылки на характер приборов. Все в большей степени проявляются междисциплинарные взаимодействия и пара-дигмальные прививки. Постнеклассический этап характеризуется тем, что «...наука перешла к изучению нового типа объектов - саморазвивающихся систем (в отличие от простых и саморегулирующихся систем, которые изучались на предшествующих этапах развития науки)»4. В рассмотрение вводятся такие свойства объектов, как системность, иерархичность, человекоразмерность..

Историки робототехники выделяют две линии предыстории возникновения роботов. Первая линия связана с созданием устройств (не обязательно автоматических), так или иначе имитирующих органы движения человека Вторая линия предыстории робототехники связана с разработкой устройств для храпения и переработки информации, призванных обеспечить перепрограммирование автоматов, а также устройств и методов управления приводами.

Черты классической науки в теоретической робототехнике проявляются в использовании уравнений механики, основанных на законах Ньютона. Другим существенным моментом, связывающим робото-

4 Степ/ш 8 С Теоретическое шанис М Прогресс-Традиция. 2001. с 662

технику с классической наукой, является математическое моделирование приводов манипулятора, в частности это могут быть электрические приводы. Здесь используется представление двигателя, основанное на уравнениях Максвелла-Лагранжа и на операторной форме записи этих уравнений.

Черты неклассической науки в робототехнике весьма выпукло выражаются в двух аспектах: это относительность определения поло- J

жений и скоростей звеньев манипулятора и это квантование информации, которую можно получать о состоянии робототехнической системы. Относительность проявляется в том, что взаимные положения ко- , ординатных систем звеньев выражаются через обобщенные координаты (углы поворота в шарнирах), а указанные координаты можно измерить лишь весьма приближенно. Кроме того, можно говорить об «относительности» времени в робототехнике. Существуют термины «быстрое» и «медленное» время, которые используются в задачах, рассматривающих разные виды движений робототехнических систем5. На заданное программное движение манипулятора могут быть наложены малые колебания. Программное движение происходит как бы в «медленном» времени Малые колебания, налагающиеся на программное движение, происходят в «быстром» времени, и для их рассмотрения используются квазилинейные уравнения, меняющие коэффициенты на разных участках траектории.

Другой аспект «неклассичности» теоретической робототехники связан с квантованием всех величин, принимаемых во внимание при управлении. Например, датчик, отслеживающий изменение обобщенной координаты (угла или линейного перемещения в сочленении), как правило, является не аналоговым устройством, а дискретным. Его импульсы подсчитываются компьютером, так осуществляется обратная связь по положению Невозможно знать, что происходит с системой в промежутках между этими импульсами Безусловно, импульсы до- *

вольно часты, поэтому ошибка невелика, однако информация предстает квантованной. Квантование свойственно и для работы исполнительной системы Кроме того, итерационным, квантованным оказыва- * ется и процесс вычислений.

Теоретическая робототехника проявляет и черты следующего этапа развития науки - постнеклассического. Свойствами изучаемых постнеклассической наукой объемов являются их системность, иерархичность, кооперативность взаимодействия подсистем, человеко-размерность, возможность бифуркаций и катастроф.

1 В\коГфлтовпч М , Стоки1! Д Управление манипулнцпоннымп роботами теория и приложения М Наум, 1У85, ЯМ с

Следует учесть, что системы и методы управления роботами в своем развитии прошли путь от копирующих манипуляторов со следящим приводом до очувствленных роботов с возможностями адаптации моделей собственного функционирования. В процессе движения робот как самоорганизующаяся система должен решать проблему преодоления точек бифуркации - это характерно для систем не только с замкнутой, но также и с разомкнутой кинематической цепью. В указанных точках робот может потерять одну или несколько степеней свободы или приобрести неуправляемую подвижность. В положениях бифуркации следует сформировать алгоритм управления, а система должна как бы самоорганизоваться, с тем чтобы пониженное число степеней свободы наилучшим образом использовать с точки зрения близости к предписанному движению.

Адаптивность, самоорганизация, иерархичность, системность и кооперативность являются свойствами одного из самых последних явлений в индустрии - гибких производственных систем. Они призваны совместить в себе принцип автоматизации и принцип гибкости, поскольку продукция современных предприятий не должна носить массовый характер. При получении задачи от оператора система должна самоорганизоваться, выбрав необходимый набор инструментов в станках и заготовок на складе, назначив пути следования потоков полуфабрикатов. Совершенно разные робототехнические подсистемы (технологические, складские, транспортные) здесь объединены в единую систему и должны под управлением компьютера функционировать в условиях кооперативности.

В процессе развития робототехнических устройств свойства системности и кооперативности постоянно усиливаются. В соответствии с этим структура робототехнических систем претерпела существенные изменения - от открытых кинематических цепей, имитирующих человеческую руку, до замкнутых многоконтурных механизмов параллельной структуры6.

В заключение параграфа сделан вывод о том, что теоретическая робототехника несет в себе тесно переплетенные проявления всех трех этапов развития науки: классического, неклассического и пост-неклассического.

В параграфе 1.2. «МЮКДИСЦППЛИНАРНОСТЬ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКИ» рассмафиваюгся составляющие научную робототехнику дисциплины - теория механизмов и машин (ТММ), а также кибернетика. Соединение этих дисциплин дает в методологии

6 Главное В А . Колнскор А Ш , Крайнев А Ф Пространственные механизмы параллельной ст1пкт>ры М Наука, 1991.96 с

нечто гораздо большее, чем их формальная сумма - теорию роббтов. При этом каждая из упомянутых наук должна претерпеть соответствующие изменения для того, чтобы войти в системное взаимодействие с другой дисциплиной.

Любая техническая наука, в том числе и теоретическая робототехника непрерывно опровергает сама себя. Имеющиеся в господствующей парадигме методы и алгоритмы порождают создание новых технических объектов с не изученными прежде свойствами. Это, в свою очередь, приводит к формированию новых методов и обновлению парадигмы. Такая ситуация может быть представлена предложенной Д. Хофштадтером7 формулировкой парадокса Эпименида, состоящей из двух предложений: «Следующее высказывание ложно. Предыдущее высказывание истинно».

Применительно к рассматриваемой науке - теории роботов - такую формулировку уместно было бы несколько видоизменить: «Следующее высказывание истинно. Предыдущее высказывание ложно». Приведенное положение перекликается с известной мыслью И. Канта, согласно которой «изобрести что-то это совсем не то, что открыть»8, наука изучает то, что уже существует, а изобретательство создает нечто новое. В этом, на наш взгляд, кроется причина петлеобразного,, противоречивого характера теории механизмов и впоследствии теории роботов. Исследователь, с одной стороны, изучает некоторые механические объекты, созданные человеческой интуицией и усовершенствованные на основе опыта. С другой стороны, сам объект и предмет исследования непрерывно изменяется, причем в немалой степени в результате исследовательской работы ученого.

До середины XIX века в теории механизмов отсутствовала база для структурного анализа и синтеза механизмов, поэтому понадобилось ввести такие конструкты, как идеальная кинематическая пара и структурная группа. При этом возникла возможность определять число степеней свободы механизма, зная количество звеньев и кинематических пар. «Тогда характерной ее [теории механизмов и машин] особенностью стало не только создание методов расчета существующих типов машин и механизмов, но и предсказание новых типов, еще не применявшихся в практике»9.

Но далее образуе1Ся петля, поскольку идеальные кинематические пары и идеальные звенья - это фикция, а первая ступень рассмотрения

7 Хофштадтер Д Гедель, Эшер. Ба\ эта бесконечная гирлянда Сигара И 1дательскнн Дом «Ба\-рп\-М». 2001. с 22

Кант И Антропология с прагматической точки фения / Сом в6тома\ Том 6, М Мысль. 1966. с 466

у Стешш В С Теоретическое шлгше М Прогрссс-Тр.ипцпя, 2001, с 81

механизма весьма и весьма приближенна. Имеющаяся красивая, но грубая модель начинает «обрастать» различными дополнениями, «растягивающими» петлю в разных направлениях. Теория в данном случае развивается не так, как, скажем, геометрия, где из первоначально взятых аксиом можно вывести все теоремы, а путем принятия все новых допущений. Первоначальная модель должна быть дополнена с учетом трения, упругости звеньев, ошибок их изготовления. Сказанное не дает возможности говорить о внутреннем обосновании непротиворечивости теории механизмов и машин. Каждое последующее высказывание, не будучи непосредственным, логическим следствием предыдущего, по в то же время являясь опосредованным результатом его развития, противоречит породившему его предыдущему высказыванию.

В классической кибернетике можно выделить две основные-задачи - это анализ информации в условиях стохастически возникающих помех и автоматическое управление движением разного рода объеетов. К моменту рождения робототехники теория автоматического управления успешно справилась с задачей регулирования параметров движения устройств с одной степенью свободы. Но в робототехнике возникла необходимость управления системами со многими степенями свободы, влияющими друг на друга. При этом параметры системы (например, моменты инерции звеньев робота) меняются в очень широких пределах, кроме того, наличествуют шумы и случайные помехи. Основа управления - отрицательная обратная связь. Каждая отрицательная обратная связь предполагает несоответствие заданного и реального законов движения. В какой-то мере это можно сопоставить с парадоксом лжеца. Усложнение системы ведет к многократному «усилению петлеобразности», причем контуры обратных связей организованы не столько аппаратно, сколько алгоритмически.

Главный онтологический результат междисциплинарного взаимодействия теории механизмов и кибернетики - это достижение нового, доселе небывалого уровня в соотношении двух противоречивых критериев - гибкости спектра выполняемых операций технического устройства и его автономности, степени автоматизации. Указанные требования в принципе взаимоисключающие, а методология достижения их объединения противоречива сама по себе и противоречива в сопоставлении с охватываемым ею предметом. Упомянутый предмет теоретической робототехники постоянно меняется благодаря методологии этой науки, но затем влечет и изменение методологии - в этом видится своего рода петля, выражающая проявление парадокса Эпименида.

В главе 2. «НАУЧНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ И РОБОТОТЕХНИКА» рассматриваются важные для самоорганизующихся систем процессы бифуркации и разрабатываются наглядные модели для постановки мысленных экспериментов, выявляющих свойства этих процессов

В параграфе 2.1. «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ АНАЛОГИЙ ПРИ РАССМОТРЕНИИ БИФУРКАЦИЙ ЧЕЛОВЕКОРАЗМЕР-НЫХ СИСТЕМ» затрагиваются вопросы «катастрофичности» поведения нелинейных систем в точках бифуркации, характеризуемых нарушением структуры системы и появлением возможности ветвления функции положения. В качестве подхода используются аналогии с поведением механических устройств типа ((машины катастроф» Зиме-па'". При этом учитываются не только виды поверхностей бифуркации, как это сделано в классической теории катастроф", но и характер процессов бифуркации, исследуются условия наличия либо отсутствия катастрофичности, затрагиваются вопросы, связанные со способностью системы выбрать тот или иной путь развития. Рассмотрение простых механических устройств дает возможность поставить мысленные эксперименты для бифуркаций нелинейных систем, а это, как известно, один из мощных способов осмысления весьма сложных методологических задач При этом, быть может, удастся приблизиться к решению важной проблемы, которая «...заключается в том, как управлять, не управляя, как малым резонансным воздействием подтолкнуть систему на один из собственных и благоприятных для субъекта путей развития»'2.

Рассматривая положения связанной с теорией катастроф «теории перестройки», характеризующей процесс перехода некоторой системы из одного функционального состояния в другое, можно уяснить, что некоторая система, находящаяся в ((плохом» функциональном состоянии, оказывает по мере движения к другому, «лучшему» состоянию все более существенное сопротивление. При этом пик сопротивления наблюдается раньше, чем наихудшее состояние. Далее система сама стремится 1с новому, «хорошему» функциональному состоянию.

Для указанных закономерностей поведения перестраиваемой системы молено привести интересную интерпретацию - механическое устройство, подобное «машине катастроф» Зимана (Рис. 1.). Оно состоит из рычага АВ, шарннрно соединенного с основанием (точка А), и пружин ВС и СО, одна из которых (ВС) связана с рычагом АВ и основанием, а другая (ВБ) имеет один свободный конец (Э), к которому

10 Постон Т . Стюлрт И . Теория к,| глстроф и се приложении М Мир, 1980, 607 с

11 Арнольд В И Теория клтасгроф М Н.пкл. 1990, 128 с

Кшисе.! Е Н . К)рдюлюв С П Антромньш прнпшш в синергетике / Вопросы философии 1997, №4. с 62-79

должна быть приложена внешняя силал'Катастрофа» наступает, если попытаться перевести точку В из верхней полуплоскости в нижнюю полуплоскость. При этом можно построить так называемую «кривую катастроф», параметры которой зависят от геометрических и упругих характеристик системы.

Рис. 1. Машина катастроф с одной степенью свободы

Безусловно, рассматриваемая механическая система весьма проста, однако она отражает поведение гораздо более сложных систем, поскольку они в точке бифуркации имеют, как правило, одну главную особенность, главное противоречие. Собственно, термин «синергия», характеризующий совместное действие многих элементов системы, связан с тем, что эти элементы становятся подчинены одному или нескольким параметрам порядка В этом, по мнению создателя синергетики Г. Хакена, заключен один из важнейших принципов работы головного мозга.

Существует возможность таких ситуаций, когда внешние силы не обеспечивают предписанного направления выхода из состояния бифуркации. Для исследования эгого вопроса рассмотрено устройство (Рис.2.), которое представляет собой так называемый шарнирный пя-тизвенник, включающий замкнутый контур АЕСМВ, внутри этого контура между соответствующими точками установлена пружина ЕМ, а внешние силы действуют через пружины РЕ и КМ. Критическая ситуация имеет место в том случае, когда звенья СЕ и СМ вытягиваются в одну линию. Для выведения из такого положения следует в структуре системы найти какую-то точку (точка С), воздействуя на которую можно добиться перехода в нормальное функциональное состояние.

Ставя мысленные эксперименты, можно рассмотреть аналогии между представленными моделями и гораздо более сложными человеко-размерными системами. На основании мысленных экспериментов установлено, что «катастрофичность» процесса бифуркации определяется несколькими факторами. Во-первых, это соотношение между внешними и внутренними силами. Если одна из них существенно превалирует над другой, то получается либо стационарная, неизменяемая

Рис. 2. Машина катастроф с двумя степенями свободы

система, либо система, полностью детерминированная внешним воздействием. Во-вторых «катастрофичность» процесса бифуркации определяется «траекторией» точки приложения внешней силы, то есть законом изменения вектора внешних сил. Если эти силы действуют по «кратчайшему пути», то это чревато «катастрофичностью», если же внешние силы способны сначала запасти потенциальную энергию и затем медленно переводить систему в требуемое состояние, то некатастрофический процесс вполне возможен. В-третьих, можно утверждать, что существуют ситуации, когда ни внешние, ни внутренние силы не способны в точке бифуркации определить направление дальнейшего развития, функцию этого выбора берут на себя случайные факторы. Чтобы этого не случилось, необходимо найти в структуре системы точку, воздействие на которую повлечет за собой процесс развития в избранном направлении.

Можно предположить, что необратимость развития связана с цепью бифуркаций, при этом наличие обратного (по времени и направлению) действия внешних сил может лишь подводить к точкам би- ] фуркации, где действие случайных факторов определяет выбор на- 1 правления, не всегда обусловливающего обратимость. I

В параграфе 2.2. «МОДЕЛИРОВАНИЕ НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ ,

СРЕДСТВАМИ РОБОТОТЕХНИКИ» рассматриваются модели, призванные описать процессы, происходящие при различных типах научных революций. Это могут быть срывы, подобные «гештальт-переключениям» при сохранении того же числа степеней свободы системы, но возможны и переходы к состояниям, характеризуемым более высокой размерностью пространства функционирования. Кроме того, рассматривается модель, показывающая наличие не только то-

чек, но и поверхностей бифуркации самоорганизующихся человеко-размерных систем.

XX век многократно подтвердил утверждение У. Бека о том, что мы живем в обществе риска13. Риск и опасность разного рода катастроф связаны прежде всего с тем, что они наступают внезапно, когда мы ничего не ждем - небольшие флуктуации, изменение параметров вдруг приводят к точке бифуркации и к глобальным изменениям структуры. Особенно интересен вид бифуркаций, при котором система, развиваясь, доходит до состояния, чреватого переходом в иную размерность более высокого порядка. Здесь рассматривается наглядное представление механизмов подобного процесса.

Обратимся к первой механической модели, связанной с бифуркациями, не приводящими к изменению размерности (числа степеней свободы) системы (Рис. 3.). Здесь представлены два линейных двигателя АВ и ВС, которые связаны с основанием соответственно в точках А и С, а друг с другом в точке В. Эти двигатели могут охватить какую-то область в плоскости. Если внешняя сила действует через пружину ВБ, то линейные двигатели способны данную силу уравновесить. Бифуркация в данном случае связана с расположением точки В на прямой линии, проходящей через точки А и С. Система с двумя степенями свободы, попадая на поверхность (линию) бифуркации и оставаясь на этой гиперповерхности, имеет на единицу меньшее число степеней свободы.

Пусть имеется научное сообщество, обладающее господствующей парадигмой и функционирующее в нормальном (по Т. Куну14) режиме: парадигма «работает», т е. позволяет ставить и решать определенного вида научные задачи. Каждая подсистема оказывает влияние на другие подсистемы и, в свою очередь, сама подвержена ответному воздействию - в этом выражаются локальные отношения междисцнп-линариости внутри главной парадигмы. Если указанное влияние на

13 Бек У Общество риска На пути к новому модерну М Прогресс-традиция, 2000, 38-1с

м КунТ Структура научных революций М . Прогресс 1976, 288 с

Рис. 3. Система, функционирующая в плоскости.

какую-то подпарадигму весьма велико, то это может быть связано с локальной научной революцией - это своего рода «[ештальт-перекпючение» под действием внешних воздействий. Модель такого явления и представляет Рис. 3. Эта модель может характеризовать локальную научную революцию, происходящую в ситуациях, когда одна из семантически различаемых теорий выигрывает конкуренцию. При этом другая научная школа, исповедовавшая иную теорию, вынуждена под действием внешних, по отношению к ней, сил претерпеть катастрофу, бифуркацию. В качестве примера упоминается о своего рода «гештальт - переключении» в робототехнике, когда винтовое исчисление все более и более вытесняет векторное исчисление и даже матричный подход.

Другая механическая модель, характеризующая научные революции, связанные с появлением новых парадигм, представлена на Рис. 4.

Рис. 4. Система, функционирующая в пространстве.

Этот механизм отличается от представленного на Рис. 3 тем, что в нем имеется дополнительный привод - линейный двигатель ВЕ. Именно это отличие характеризует серьезную разницу между двумя моделями. Представим себе, что в недрах парадигмы, представляемой моделью по Рис. 3, зреют новые научные факты, которые выстраиваются в связанную цепочку и рано или поздно начинают противоречить старой теории. Эта ситуация может характеризоваться появлением нового привода. Система в этом состоянии подвержена действию внутренних напряжений - она переопределена.

Предположим, наступит момент, когда на систему подействует сила, перпендикулярная плоскости АСЕ, в которой лежат все рассматриваемые точки. Конечно, наиболее эффективно эта перпендикулярная, ортогональная сила окажет свое воздействие, если будет приложена к точке В. Структура, качественные свойства системы могут при этом существенно измениться - точка В может выйти за пределы плоскости АСЕ, мы получим уже не плоскую, а пространственную модель, и система обретет новую степень свободы. Точка В теперь может перемещаться не в плоскости, а в трехмерном пространстве, и

именно этот переход является воплощением научной революции, связанной с появлением качественно новой парадигмы.

В качестве интерпретации приведенной (Рис. 4) модели локальной научной революции уместно привести примеры из собственной практики исследования робототехнических систем (это своего рода метод научной интроспекции). Эти задачи были решены автором ранее и потребовали увязки некоторых достаточно противоречивых аспектов их постановки. Одна из этих задач связана с обоснованием эквивалентности локального и глобального критериев определения особых положений (состояний бифуркации) для замкнутых кинематических цепей. Другая задача рассматривает определение положений открытых кинематических цепей манипуляторов

На основе исследования представленных моделей можно утверждать, что существуют нелинейные системы, для которых точки бифуркации образуют гиперповерхности, размерность которых на единицу меньше нормальной размерности системы. Научная революция, характеризуемая рождением новой парадигмы, может быть смоделирована появлением новой подсистемы, которая входит во взаимодействие с наличествующими подсистемами и затем внутри старой структуры вызывает «напряжения». Для выхода на новую размерность необходимо воздействие, направленное «ортогонально» исходному состоянию. Разработанные модели характеризуют также процессы, происходящие при герменевтических актах, а кроме того они пригодны для наглядного представления других творческих актов, имеющих место при «моментах инсайга».

В главе 3. «МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОСТЬ И ЭВОЛЮЦИОНИЗМ В ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКЕ» рассматриваются вопросы формирования и выбора научной теории в робототехнике. При этом применяется многокритериальный подход.

В параграфе 3.1. «КРИТЕРИИ ВЫБОРА НАУЧНОЙ ТЕОРИИ В РОБОТОТЕХНИКЕ» представлен подход к решению проблемы выбора научной теории, основанный на многокритериальной концепции принятия решений. В данном случае всякий из рассматриваемых вариантов должен соответствовать так называемому паретовскому множеству.

При формировании и выборе научной теории можно выделить, по крайней мере, три независимых критерия: соответствие ее опытным данным, ее простота («внутреннее совершенство» по А. Эйнштейну), а также принадлежность ее к той или иной парадигме. Согласно Е.А. Мамчур, теории могут быть не эквивалентны по следующим призна-

кам15. Во-первых, теории могут соответствовать друг другу как в эмпирическом, так и в семантическом плане. Однако при этом они не эквивалентны лингвистически, то есть используют различные языки описания. Во-вторых, теории, эквивалентные эмпирически, могут иметь семантические несоответствия. Наконец, в-треть'их, теории могут быть неэквивалентны в эмпирическом плане, то есть одна из них попросту не способна объяснить какие-либо опытные факты.

Проблема выбора теории может быть рассмотрена с точки зрения концепции многокритериальной оптимизации (Р.Б. Статников, И.М. Соболь'6). Принимая решение не только при математическом синтезе какого-либо устройства, но и в обыденной жизни, мы сталкиваемся с противоречивыми критериями, например, максимальная надежность автомобиля и минимум его цены. Очевидно, что формулирование единственного критерия существенно обеднит задачу, поскольку минимизация стоимости приведет к ухудшению надежности. Поэтому предлагается рассматривать одновременно несколько критериев и затем строить так называемое паретовское множество (по имени Вильфредо Парето17, впервые использовавшего такой подход в начале XX века). Каждый член паретовского множества имеет такой набор параметров (и соответственно критериев), при котором хотя бы один критерий имеет значение лучшее, чем у остальных членов множества. Согласно H.H. Моисееву, паретовские множества являются неотъемлемым свойством любой эволюционирующей системы, например, биологической.

На всех этапах формирования парадигмы - установление аксиоматики, разработка гипотезы, проверка экспериментальных результатов - указанные противоречивые критерии обусловливают формирование паретовских множеств теорий. В качестве варьируемых параметров выступают принимаемые в рассмотрение научные факты. Набор и значение параметров может изменяться по мере получения новых данных из опыта, при этом меняются и значения критериев, что может приводить к нарушению паретовского множества теорий. При нормальном функционировании системы (парадигмы по Т. Куну) теории или виды сосуществуют на поверхности Парето. Изменение внешних, по отношению к системе, условий может привести к бифуркации и к формированию новой поверхности.

Теории, различающиеся на лингвистическом, семантическом или эмпирическом уровнях, при изменениях паретовского множества мо-

15 М,|исч\рЕ.А Проблема выбора теории М Наука. 1975 232 с

16 Соболь И М. Спптшков Р Б Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М: Наука, 1981 110с

"ПарегоВ Чистая экономия. Воронеж, Тип ММ Сомова, 1912г. 12 с.

гут переходить из одного разряда различий в другие. Так, лингвистические различия языков описания робототехнических систем (векторное и винтовое исчисления) обусловливают различные постановки задач о точках бифуркации данных систем, а отличия результатов решения ведут уже к семантическим различиям. Таким образом, при выборе теории наличествует многокритериальное^, и при этом так или иначе происходят операции с паретовскими множествами.

В параграфе 3.2. «МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЕ ЧЕЛОВЕКО-РАЗМЕРНЫХ СИСТЕМ ВО ВЗАИМОСВЯЗИ С ЭВОЛЮЦИОНИЗМОМ» ставится задача проследить, каким образом связаны между собой принципы эволюционизма и многокритериальность в саморазвивающихся системах. Наука, и в частности, теория роботов также есть эволюционирующая система, и здесь указанная взаимосвязь должна проявиться достаточно выпукло.

Согласно B.C. Степину, «...в науке одновременно могут соперничать альтернативные картины реальности, каждая из которых выполняет роль исследовательской программы»18. Если меняются внешние, по отношению к эволюционирующей системе, условия среды (для научной теории это могут быть вновь появившиеся опытные данные или новые критерии), то нарушается паретовское множество, а система перестраивается. По H.H. Моисееву, действие всех природных и социальных законов можно представить как постоянный отбор, когда из множества возможностей выбираются лишь некоторые классы и типы состояний. Существуют два типа механизмов, регулирующих такой «выбор»: адаптационные, под действием которых система не приобретает принципиально новых свойств, и бифуркационные, связанные с радикальной перестройкой системы. Одним из существенных факторов этого процесса является наличие феномена смерти - без нее не было бы прогресса.

Для исследования процессов бифуркационных изменений в самоорганизующихся системах наиболее пригодна концепция синергетики, которая «...позволяет перейти от «линейного» мышления, сложившегося в рамках механистической картины мира, к нелинейному, соответствующему новому этапу функционирования науки. ...Характерным примером может служить применение «дарвиновской триады» (наследственность, изменчивость, естественный отбор) в современной космологии и космогонии».19 Эта же триада весьма эффективна для рассмотрения процессов самоорганизации в науке. При этом должны существовать «механизмы», позволяющие системе, с

18 Степин В С Теоретическое '¡нанке М Прогресс-традиция, 2000, с 307

19 Там же с 657,658

одной стороны, изменяться, отрицая самое себя, а с другой стороны, сохраняться. «Сама идея эволюции научного мышления требует поиска не только специфического, но и повторяющегося, инвариантного содержания в исторически меняющихся способах построения теории»20. Естественно, что изменчивость и наследственность - это факторы противоречивые, многокритериальность здесь налицо.

«Механизм», позволяющий науке (в частности, робототехнике) развиваться как самоорганизующейся эволюционирующей системе, определяется совокупностью критериев, существующих при создании какого-либо изобретения или теории. «Естественный отбор» осуществляется на основе двух главных критериев: во-первых, простота (внутреннее совершенство) и, во-вторых, максимальная функциональность (полнота соответствия) устройства или теории. Эксперт патентного ведомства или научный оппонент при оценке изобретения или теории руководствуется другими критериями - соответствие достигнутому уровню техники (существующей парадигме) и степень превышения этого уровня. При этом формируется не само паретовское множество по этим критериям, а устанавливаются (быть может, неосознанно) допустимые границы указанных критериев. Взаимодействие двух упомянутых систем критериев обусловливает эволюцию в науке и технике. Каждое новое изобретение или научный результат несколько изменяет сформировавшееся паретовское множество. Если при этом существовавшие ранее члены множества не исключаются, а . лишь дополняются новыми, то это - адаптационное изменение множества. Если же происходит исключение из множества каких-то его представителей, то речь может идти о бифуркационном изменении паретовского множества, а быть может, и о смене парадигмы.

В главе 4. «ВИРТУАЛИСТИКА И ПАРАДИГМАЛЬНЫЕ ПРИВИВКИ В РОБОТОТЕХНИКЕ» рассматриваются аспекты междисциплинарного взаимодействия между теоретической робототехникой и ) другими отраслями науки.

В параграфе 4.1. «ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА» рассматриваются аспекты развития методологии теоретической робототехники во взаимосвязи с инструментальным подходом и появлением виртуальной реальности. Особое внимание уделяется вопросам, связанным с моделированием и виртуальным представлением различных технических объектов с точки зрения их технической реализации на основе робототехнических систем. Обсуждаются возможные границы виртуалистики в онтологическом и методологическом планах.

20 Таи же с 419

В параграфе предпринята попытка проследить «цепочку», которая в рамках инструментального подхода связывает методологию робототехники и виртуалистику. Подобный подход в исследованиях робототехники применил П. Рабардель который указывал на вопрос «прозрачности» инструмента. Дело в том, что в технической науке особенно важно представлять, насколько правомерны те или иные допущения, насколько адекватна применяемая модель. Теорию роботов можно рассматривать как инструмент, который «обостряет» органы чувств исследователя и позволяет ему уяснить свойства изучаемых технических объектов. Но теория - эю и орудие, направленное на создание нового объекта - технического устройства.

Созданный при участии теории объект, в данном случае робото-техническое устройство, производит и обратное воздействие на сотворившего его субъекта Если раньше техника опосредованно изменяла человека, меняя условия его существования и заставляя его приспосабливаться к ней, то теперь, взаимодействуя с роботом, человек имеет дело с неким интеллектом, способным действовать и адаптироваться, кроме прочего, и к ошибкам создателя - в этом видится принципиально новый аспект интерсубъективности. Это теперь не только вопрос взаимоотношений между субъектами, но и проблема взаимодействия субъекта и объекта, причем обе стороны этого взаимного процесса могут подстраиваться друг под друга.

В роботе наиболее полно воплотился принцип органопроекции Э. Каппа21, согласно которому все элементы и свойства механизмов отражают свойства человеческого тела или интеллекта. В роботе человек моделирует себя не только теоретически, но и технически, реально. Новые горизонты открывает свершившийся акт междисциплинарного взаимодействия робототехники и виртуалистики. Робототех-нические тренажеры способны существенно повысить уровень восприятия человеком виртуальной реальности, конструктор сможет «покататься» или «полетать» на проектируемом, но еще не построенном транспортном средстве, «путешественник», не выходя из пределов лаборатории, получит возможность «перенестись» на другую планету или в недра собственного тела.

Пользуясь тренажером, человек сможет переживать события, происходящие от него за миллионы километров или внутри него. При этом оператор будет управлять транспортным средством, воздействуя на органы управления, и ощущать, например, неровности марсианского грунта. «Эффект присутствия» можно еще повысить, если снабдить удаленный аппарат очувствленной рукой манипулятора.

21 Философнятехники история и современность М Инг-т философии РАН, 1997, с 20

Возникает вопрос, как сымитировать условия виртуальной реальности (например, полета) для получения, по возможности, наиболее полных ощущений. Самым простым представляется способ, при котором нужно заснять вид из кабины самолета и соответствующую пленку «прокрутить» зрителю. Если же указанное изображение выстроить с помощью компьютера, который связан с «элементами управления», то можно уже вести речь о виртуальной реальности. Человек, сидящий в такой «кабине», в той или иной степени может себя чувствовать пилотом, выполняющим полет. Если «кабина», в которой находится «пилот», установлена на робототехнической платформе, имеющей возможность менять свое положение в пространстве, то соответствующее управление этой механической системой обеспечит имитацию некоторых условий полета, например, крена аппарата при повороте.

Для создания программ, могущих применяться в виртуальной системе, можно привлечь различные подходы. Очевидно, что наиболее полное решение этой задачи было бы в том случае, если бы мы сумели составить полную динамическую модель объекта. Но указанную модель вряд ли целесообразно строить для получения имитирующей системы ввиду сложности и дороговизны. Можно пойти иным путем, если воспользоваться уже имеющимися функционирующими объектами и записать их реакции на воздействия органов управления. Имитационное моделирование предполагает операцию интерполирования - мы переходим из одного исследованного состояния системы в другое, а между ними необходимо, пользуясь линейной процедурой, найти искомые промежуточные состояния. Таким образом, виртуальное представление некоторой действительности связано с более-менее линейными процедурами. Однако, как бы мы ни строили виртуальную систему, в ней не будет присутствовать возможность рассмотрения режимов, выходящих за рамки имеющихся моделей или опыта, тогда как в реальности могут иметь место бифуркации, катастрофы и т.п.

В параграфе 4.2. «ПАРАДИГМАЛЬНЫЕ ПРИВИВКИ В РОБОТОТЕХНИКЕ» ставится задача исследовать процесс осуществления парадигмальной прививки из одной области знания в другую. Особое внимание уделяется одному конкретному случаю междисциплинарного взаимодействия между физической химией (кристаллографией) и робототехникой. При этом для решения научной задачи и для рефлексирования этого процесса использовалась робототехническая модель, описывающая переход самоорганизующейся системы на новый уровень развития.

Здесь исследуется процесс решения научной задачи на основе парадигмапьной прививки Автор находился внутри самоорганизовавшейся системы, объединявшей нескольких ученых, и при этом использовал модель творческого акта (Рис. 3, 4), одновременно отслеживая стадии решения проблемы. В данном случае рассматривается сложная самоорганизующаяся система, и она, «...подвергаемая насильственному и активному силовому давлению извне, может не порождать новых состояний и новых структур, а будет "сбиваться" к прежним структурам. Но если она проходит через точку бифуркации, то небольшое энергетическое воздействие - укол в нужном пространственно-временном локусе оказывается достаточным, чтобы система перестроилась и возник новый тип структур».22 «Научные революции представляют собой своеобразные "точки бифуркации" в развитии знания, когда обнаруживаются различные возможные направления (сценарии) развития науки».23

Рассматривая имеющиеся модели, можно установить, что возникающий хаос, проявляющийся в невозможности независимого управления подсистемами, легче преодолеть, когда двигатели находятся в «плавающем» состоянии. В этот момент система должна сканировать пространство, где она пока вынуждена функционировать, «ища» ортогональное воздействие, способное направить ее на более высокую ступень развития. Тут-то и нужна парадигмальная прививка, направленная извне парадигмы и обусловливающая изменение некоторых структурных элементов. Мы хотим защитить тезис, что решение научной или другой творческой задачи описывается моделью по Рис. 3, 4. Сначала происходит выстраивание некоторой цепочки, обусловливающей противоречия, напряжения в старой парадигме, а потом момент инсайта - выход (может быть, под действием парадигмапьной прививки) в новую парадигму, характеризуемую более высокой размерностью

Научный вопрос, касающийся конкретной парадигмальной прививки, заключался в следующем. В Институте физической химии РАН была получена модель фрагмента кристаллической структуры, содержащая 21 атом и 28 связей. Для описания этого фрагмента можно воспользоваться выражением координат атомов, представляемых в модели как твердые тела. Изменения взаимного расположения атомов можно выразить как изменение энергии связей. Однако оказалось, что изготовленная в виде шариков и стерженьков модель имеет внутреннюю подвижность, и при изменениях ее конфигурации энергетиче-

22 Степин В С. Теоретическое знание М Прогресс-традиция, 2000, с 696

21 Там же с 712

ский подход не слишком пригоден. Дело в том, что при торсионном вращении вокруг оси связи (именно оно имеет место в данном случае) изменения энергии примерно на два порядка меньше, чем при изменении длины связи или угла между соседними связями. Требовалось найти условия внутренней подвижности данной модели.

Разработанный нами подход отличался прежде всего лингвистически от применявшегося ранее. Были применены плюккеровы (винтовые) координаты единичных векторов осей связей. При этом была получена матрица размером 28 строк на 48 столбцов. Анализ ранга этой матрицы дал возможность убедиться в наличии подвижности.

Однако нас, ученых, занимающихся проблемой избыточных связей в кинематических цепях, более всего заинтересовал другой вопрос. Наши коллеги - физхимики изготовили выполненную в металле модель одного контура рассматриваемой структуры, содержащего шесть вращательных кинематических пар, расположенных под углом 109,48° одна по отношению к другой. Этот механизм, имеющий одну избыточную связь и одну степень свободы, не был известен в литературе по этому вопросу. Поэтому нам пришлось перейти к рассмотрению некоего аналога - механизма параллельной структуры. Здесь удалось применить разработанный Ф.М. Диментбергом метод результанта 25. Лишь после того, как нами был найден ответ на вопрос об условиях избыточной связи в рассматриваемом одноконтурном механизме, удалось установить, что ранее существовал подобный ему механизм - так называемый октаэдральный механизм Брикара26. Соответствующая статья была в нашем распоряжении, но не был осуществлен герменевтический акт понимания. Легче оказалось решить задачу на основании собственного подхода.

На основании изложенного можно сделать вывод, что парадиг-мальная прививка происходит не односторонне, а взаимососгласован-но. В данном случае в теорию механизмов был привнесен не известный ранее объект для изучения - многоконтурный и одноконтурный механизмы с избыточными связями. Изначально суть прививки свелась к использованию лингвистически отличного описания фрагмента кристаллических структур. Однако, это лингвистическое отличие привело и к более глубоким отличиям в постановке задач исследования и к методам их решения. Разработанная модель творческого акта хорошо служит для описания процесса решения научной задачи в це-

34 Voinea R., Alaiiasiu M Contributions a la Teone geoinetriqne des Vis / Buleunul Inslilutiilui Polyclinic Buciircsli, 1959, N 21, f 3 , p 69-90

25 Дпментберг Ф M Теория пространственных шарнирных механизмов M Наука, 1982, 336 с

26 Baker JE An Analysis OfUie Bncard Linkages / Mechanism and Maclime Tlieoiy, 1980, v. 15, N4, p 267-286

лом и ее отдельных частей (и помогает при решении). При этом необходимы значительные творческие усилия не только для нахождения алгоритма решения какого-то вопроса, но и для осуществления герменевтического акта понимания некоторого научного текста. Более того, само понимание может произойти уже после того, как найден собственный алгоритм решения задачи.

В главе 5. «СЕТЕВОЕ МЫШЛЕНИЕ И ФРАКТАЛЬНОСТЬ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКИ КАК ЧЕЛОВЕКОРАЗМЕРНОЙ СИСТЕМЫ» рассматриваются вопросы развития теоретической робототехники с точки зрения наличия встроенного в эту систему человеческого фактора.

В параграфе 5.1. «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА КАК ЧЕЛОВЕКОРАЗМЕРНАЯ СИСТЕМА» рассматриваются аспекты раз-рития теоретической робототехники с точки зрения двух моментов. Первый из них связан с антропоморфностью роботов, все более проявляющейся в настоящее время. Второй момент связан с возможностями управления человекоразмерными системами при учете того, что эти системы являются самоорганизующимися Особую роль в этом случае приобретают процессы бифуркации и возможность воздействовать на систему в эти периоды.

Робот, в отличие от компьютера, снабжен механической рукой и способен производить физические действия в материальном мире. В этом смысле робот как бы замыкает круг развития математики: действие - его формализация в математике - автоматизация математических операций в компьютере - автоматическое действие на основе проводимых «здесь и сейчас» математических операций. Но уместно вспомнить о критике Гегелем дифференциального исчисления Ньютона27. Почему подчас математика бессильна смоделировать какой-то процесс? (К сожалению, специалисты не смогли предусмотреть обстоятельств, приведших к гибели «Колумбии»). Как нам представляется, в немалой степени это связано с наличием бифуркаций - состояний, в которых система претерпевает изменение структуры. По этому поводу Н.Н. Моисеев писал « . явление бифуркации типично для большинства процессов, разворачивающихся во времени» «В этих условиях память системы резко уменьшается, поскольку решающую роль играют случайные факторы, действующие в процессе перестройки», «...из-за вероятностного характера бифуркационных процессов эволюция не может иметь обратного хода».28

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I

БИБЛИОТЕКА ]

" Моисеев НН Современный рационализм М МГВП КОКС, 1945, с 75,|77, 79,

Гегель Г Ф В Наука логики Т 1 М Мысль, 1970, с 159 | - - 1

1 С.Пет«рбурт |

О» 1» акт I

Исходя из столь сложного характера процессов бифуркации, наиболее применимым для управления самоорганизующимися, эволюционирующими человекоразмерными системами предстает приводимый H.H. Моисеевым восточный «принцип кормчего», предполагающий встраивание в систему и применяющий локальные воздействия именно в периоды бифуркаций. Метод локальных воздействий в положениях бифуркации может быть весьма эффективен, например, при обучении или при нейро-лингвистическом программировании. Этот подход применяется и в современных социальных технологиях.

В теоретической робототехнике разработаны различные подходы управления вблизи положений бифуркации. Первый подход, пригодный для манипуляторов с открытой кинематической цепью29, определяется тем, что в случае потери роботом одной или нескольких степеней свободы программа так корректирует предписанную траекторию, чтобы удовлетворить требованию близости к желаемому движению и «обогнуть» вырожденную конфигурацию. Другой подход30 заключается в том, чтобы уже при проектировании робота попытаться избежать всех его вырожденных положений. Тем самым мы вынуждены существенно сузить рабочую зону манипулятора, но на это иногда стоит пойти, так как можно будет быть уверенным в отсутствии каких бы то ни было непредвиденных изменений структуры. Третий подход к решению проблемы бифуркаций - это оснащение манипулятора дополнительным двигателем, устанавливаемым в сочленении, определяющем максимальное локальное воздействие в состоянии бифуркации3'. Все эти подходы целесообразно учитывать при рассмотрении сложных человекоразмерных систем.

Теоретическая (и практическая) робототехника подошла в своем развитии к точке бифуркации, к переходу от традиционных промышленных и исследовательских роботов к «социальным роботам». Огромные силы и средства брошены на создание человекоподобных роботов, причем не совсем ясно, какую практическую выгоду могут преследовать эти разработки. Думается, что исследователями движут три обстоятельства. Первое связано с тем, что при создании робота, весьма точно воспроизводящего различные функции человеческого тела, неизбежно будут осуществлены многие прорывы в технологии. Эти

29 Глазунов В А Об управлении манипулятором в особенных положениях /Известия АН СССР Механика твердого те та, 1985, № 4, с 45-50

Сугимото К . Даффн Д. Хант К. Определение экстремальных расстояний при движении руки робота / Тр Американского общества инженеров-механиков Конструирование и технология машиностроения 1981, №3, с.37-43

31 Глаз) нов В А. Пространственный механизм Авторское свидетельство СССР № 1757867, МКИ -В 25.11/00

результаты можно затем будет использовать в других областях техники. Второе обстоятельство обусловлено осознанием тенденции все большего проникновения робототехники в повседневную жизнь. Очевидно, что взаимодействие робота и человека будет более «дружественным», если робот будет способен проявлять какие-то человеческие черты. Накоцец, третье обстоятельство (быть может, не вполне осоз-• наваемое исследователями) связано с потребностью «инсайта» (по А.

Маслоу), с потребность сотворить нечто, отдаленно напоминающее «гомункулуса».

Весьма отчетливо тенденция по созданию «социальных роботов» проявилась при работе XIV Международного симпозиума по теории и практике роботов и манипуляторов. Один из аспектов разработки «социальных роботов» заключается в приспосабливании обычных, уже привычных манипуляторов к возможности функционировании их в среде, включающей человека. Здесь необходимы усилия в плане программного обеспечения и очувствления робототехнических устройств. Интересные результаты получены в области медицинских роботов. Конечно, пока не созданы автономные микророботы, перемещающиеся в сосудах человека. Однако, уже имеются роботы-катетеры и эндоскопы. Самых впечатляющих результатов в области антропоморфных роботов достигли японские ученые. В Японии функционирует институт Васеда, занимающийся этой проблемой. Здесь разработаны роботы, имитирующие человеческую мимику и эмоции, роботы танцующие, а также играющие на музыкальных инструментах, роботы, имитирующие речевой аппарат человека32.

Таким образом, здесь показано, что теоретическая робототехника переживает период бифуркации - переход к «социальным» роботам. Кроме того отмечено, что для ненасильственного управления } развивающимися человекоразмерными системами наиболее всего

приемлем «принцип кормчего», заключающийся в локальном воздействии на систему в состояниях бифуркации

В параграфе 5.2. «СЕТЕВОЕ МЫШЛЕНИЕ И ФРАКТАЛЬ-1 НОСТЬ В РОБОТОТЕХНИКЕ» исследуются характеристики теорети-

ческой робототехники, связанные с феноменом сетевого мышления.

Здесь рассмотрены аспекты сетевого мышления в робототехнике на примере решения проблем избыточных связей, а также микроманипулирования и нанотехнологий. Вокруг проблемы избыточных связей сформировалась сеть ученых, которые занимались этим вопросом

Tdkamshi A Hununoid Robolics New Trend in Robot Research and Indnblry in Japan / Theory and Practice of Robots and Manipulators (RoManSy) Pr of XIV CISM-lFToMM Symposium, 2002. Springer

Wien New York, pp 7-8

на протяжении всего прошлого века. Установлено, что сеть, «накрывающая» проблему, фрактальна. Каждая ячейка сети, представляющая собой группу ученых, пытается в какой-то мере охватить всю проблему, при этом ячейки различаются прежде всего лингвистически (математическим языком описания) и, кроме того, они могут быть разделены (фрактальны) во времени. Сама по себе скорость и глобальность обмена информацией не является полностью определяющей в органи- (

зации сетевого мышления, поскольку участники сети должны интерпретировать, изложить на своем, несколько отличном математическом языке научные результаты, полученные коллегами.

В случае функционирования в одной сети человека, робота, .

компьютера, а также, быть может, биоробота особенно важна проблема идентификации объекта, а также состояния звена сети. Принцип наблюдаемости может быть соблюден при условии, что снабженный элементами искусственного интеллекта инструмент, каковым является робот, способен отличить флуктуации собственных параметров от воздействий внешних факторов. Как робототехническая система построен растровый туннельный микроскоп, имеющий уникальное значения при разработке разного рода нанотехнологий. Устройство упомянутого микроскопа основано на том, что «при перемещении иглы вдоль поверхности автоматический регулятор, реагируя на поток электронов (называемый туннельным током), удерживает острие на постоянной высоте над атомами, находящимися на поверхности»33. Таким образом, для осуществления принципа наблюдаемости при работе с нанообъектами необходима робототехническая система. Методы теоретической робототехники могут быть актуальны и в генной инженерии, во-первых, с точки зрения уникальных возможностей микророботов в плане манипулирования объектами микромира, и во-вторых, в связи с тем, что методы теоретической робототехники могут быть востребованы при изучении сложных молекул ДНК. (

Во взаимодействии человека и робота проявляются и ограничение возможностей, и величие человека. В этой связи актуально рассмотрение феномена трансгуманизма, а также новой науки - гумано- , логии. «Трансгуманизм нацелен на возникновение так называемой сингулярности, когда созданные человеческим интеллектом механизмы и искусственные организмы выйдут на передний край эволюции разума»3*1 «ГУМАНОЛОГИЯ (Ьитапо^у)- наука о трансформациях человека и человеческого в процессе создания искусственных форм

33 Бинниг Д, Рорер Г Растровый туннельный микроскоп /В мире науки. 1985, № 10, с 26 3<1 Эпштейн М Гумэнология Очертания новой дисциплины / Филосфский век. Альманах № 21, Науки о человеке в современном мире С Пб Санкт-Петербургский центр истории идей, 2002, с 145.

жизни и разума» „ Создавая себе подобные устройства, человек перестает быть венцом творения и становится лишь точкой перехода к независимым от него системам разума Самым существенным отличием в организации мышления человека и робота, по-видимому, является и останется степень креативности.

В Заключении приведены основные результаты диссертации:

- Рассмотрены методологические особенности научной робототехники с точки зрения подпадения ее под эгиду классической, неклассической или постнеклассической науки. Изначально робототехника может быть отнесена к классической науке, как и составляющие ее дисциплины - теория механизмов и кибернетика, однако каждой из этих дисциплин пришлось решать необходимые для их объединения задачи. Затем научная робототехника приобретает черты неклассической науки, причиной этому явились парадигмальные прививки, в частности, из физики. Далее робототехника во все большей степени получает характер постнеклассической науки - это обусловлено тем, что робот как техническое устройство наиболее полно отвечает принципам антропоморфности. Сделан вывод, что научная робототехника несет в себе тесно переплетенные проявления всех трех этапов развития науки: классического, неклассического и постнеклассического.

- Рассмотрены аспекты междисциплинарности робототехники с точки зрения петлеобразное™ развития составляющих ее дисциплин -теории механизмов и кибернетики. Для постановки мысленного эксперимента, характеризующего процесс междисциплинарного взаимодействия, разработана наглядная модель этого процесса. Установлено, что робототехника как научная система шире суммы составляющих ее частей - механики и кибернетики. Междисциплинарность обеспечила новый качественный уровень разрешения противоречия между противоположными требованиями автономности и гибкости проектируемых систем. Это произошло за счет достижения синергии (согласованного действия) приводных устройств.

- Разработаны робототехнические модели для проведения мысленных экспериментов, позволивших выявить ряд свойств, характеризующих расположение точек бифуркации, течение процессов бифуркации и возможность управлять этими процессами. Установлено, что «катастрофичность» процесса бифуркации определяется несколькими факторами. Во-первых, это соотношение между внешними и внутренними силами. Во-вторых, это «траектория» точки приложения внешней силы, то есть закон изменения вектора внешних сил. В-третьих, установлено, что существуют ситуации, когда ни внешние, ни внут-

35 Там же с 146

ренние силы не способны в точке бифуркации определить направление дальнейшего развития, функцию этого выбора берут на себя случайные факторы.

- Разработана наглядная модель, с помощью которой выявлены свойства, присущие научным революциям при рождении новой парадигмы. Этот процесс характеризуется появлением новой подсистемы, которая входи г во взаимодействие с наличествующими подсистемами и затем внутри старой структуры вызывает «напряжения», этот период характеризуется хаосом. Для выхода на новую размерность необходимо воздействие, направленное «ортогонально» старой парадигме (здесь важными факторами являются междисциплинарность и пара-дигмальные прививки). Разработанная модель распространяется на герменевтические акты, а также на «моменты инсайта». Тем самым сформировано новое поколение моделей, с помощью которых можно исследовать процессы самоорганизации.

- Рассмотрен многокритериальный подход к проблеме формирования и выбора научной теории. Установлено, что в этом процессе существуют, по крайней мере, три противоречивых критерия: это полнота соответствия теории опытным данным, простота теории и принадлежность теории к принятой парадигме. На всех этапах формирования парадигмы указанные противоречивые критерии обусловливают формирование паретовских множеств теорий. Каждый член этого множества имеет такой набор критериев, когда значение хотя бы одного из них лучше, чем у остальных членов множества. В качестве варьируемых параметров выступают принимаемые в рассмотрение научные факты. Набор и значение параметров может изменяться по мере получения новых данных из опыта, при этом меняются и значения критериев, что может приводить к бифуркации и нарушению па-ретовского множества теорий. Теории, различающиеся на лингвистическом, семантическом или эмпирическом уровнях, при изменениях паретовского множества могут переходить из одного разряда различий в другие.

тение или научный результат изменяет существующее паретовское множество. Если существовавшие ранее члены множества не исключаются, а лишь дополняются новыми, то это - адаптационное изменение. Если же происходит исключение из множества каких-то его представителей, то имеет место бифуркационное изменение, и возможна смена парадигмы.

- Рассмотрена «цепочка», связывающая в рамках инструментального подхода методологию робототехники и виртуалистику. Установлено, что научную робототехнику можно рассматривать как инструмент или орудие, которые позволяют уяснить свойства изучаемых объектов и создавать новые устройства. Созданный при участии теории объект производит и обратное воздействие на сотворившего его субъекта, при этом изменяется содержание проблемы интерсубъективности -прибавляются взаимоотношения субъекта и объекта, оснащенного интеллектом. В результате междисциплинарного взаимодействия робототехники и виртуалистики. существенно повышается уровень восприятия человеком виртуальной реальности, хотя виртуалистика и не позволяет исследовать бифуркационные процессы, связанные с изменением структуры системы.

- Рассмотрен процесс осуществления взаимных парадигмальных прививок на примере междисциплинарного взаимодействия робототехники и кристаллографии. Установлено, что парадигмальные прививки изначально сводятся к использованию лингвистически отличного (с точки зрения математики) описания объекта, затем это приводит к более глубоким отличиям в постановке задач исследования и методов их решения. Парадигмальные прививки происходят не односторонне из одной сферы науки в другую, а обоюдно. При этом необходимы значительные творческие усилия не только для нахождения алгоритма решения вопроса, но и для осуществления герменевтического акта понимания научного текста, само понимание может произойти уже после того, как найден собственный алгоритм решения задачи. Фрактальность решения проблемы заключается в том, что каждый этап соответствующего процесса обусловлен некоторым отходом от парадигмы либо необходимостью акта понимания уже существующих алгоритмов.

инструментах, моделирование речевого аппарата, распознавание образов) обусловлено предполагаемыми прорывами в технологиях, связанных с разработкой антропоморфных самоуправляемых систем. Для управления эволюционирующими системами (в том числе наукой), в которые встроен человек, более всего пригоден «принцип кормчего» (локальное воздействие в состояниях бифуркации), при этом особую значимость приобретают принципы самоорганизации и целесообразно воспользоваться алгоритмами, разработанными робототехникой.

- Рассмотрены аспекты сетевого мышления в робототехнике на примере решения проблем избыточных связей, микроманипулирования и нанотехнологий. Установлено, что сеть, «накрывающая» проблему, фрактальна. Каждая ячейка сети, представляющая собой группу ученых, пытается в какой-то мере охватить всю проблему, при этом ячейки различаются прежде всего лингвистически (математическим языком описания) и, кроме того, они могут быть разделены (фрактальны) во времени. Принцип наблюдаемости может быть соблюден при условии, что снабженный элементами искусственного интеллекта инструмент, каковым является робот, способен отличить флуктуации собственных параметров от воздействий внешних факторов. Сама по себе скорость и глобальность обмена информацией не является полностью определяющей в организации сетевого мышления, поскольку участники сети должны интерпретировать на своем, несколько отличном математическом языке научные результаты, полученные на других участках сети.

Изложенное позволяет утверждать, что в результате исследования внесен крупный вклад в формирование нового научного направления в философии науки и техники: «Анализ методологических проблем технических наук (на примере робототехники) как самоорганизующихся человекоразмерных систем на основе рассмотрения междисци-плинарности, парадигмапьных прививок, многокритериапьности с использованием положений синергетики, теории катастроф, а также научной интроспекции и мысленного эксперимента на робототехниче-ских моделях». Тем самым осуществлен новый шаг в решении проблемы технологии междисциплинарной интеграции.

Научные публикации

Автор имеет более 90 научных публикаций, среди которых 2 монографии, 22 изобретения, статьи в журналах Академии наук (Вопросы философии, Известия Академии наук. Механика твердого тела, Машиноведение, Проблемы машиностроения и надежности машин) доклады на международных конгрессах и симпозиумах. Основные поло-

жения и выводы диссертации нашли отражение в следующих публикациях по теме диссертации:

Монографии

1. Глазунов В.А, Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственные механизмы параллельной структуры. М.: Паука, 1991, 96 с. (6 п.л.)

2. Глазунов В.А. Междисциплинарность робототехники. Самоорганизация, бифуркации, многокритериапьность. М.: Прогресс-Традиция, 2002, 110 с. (5 п л.)

С /а am ьи

3. Глазунов В.А. Робототехника и постнеклассическая наука. / Вопросы философии, 2002, № 11, с. 135-148. (1 п.л.)

4. Глазунов В.А. Многокритериальный подход к проблемам виртуальности и выбора научной теории. / Концепция виртуальных миров и научное познание. Институт философии РАН. С.Пб.: Изд. Русского христианского гуманитарного института, 2000, с. 186-196. (0,5 п.л.).

5. Глазунов В.А. Об управлении манипулятором в особенных положениях. / Известия АН СССР, Механика твердого тела, 1985, № 4, с.60-65. (0,5 п.л.).

6. Глазунов В.А. Решение обратной задачи о положении манипулятора с применением метода винтов. / Машиноведение, 1986, № 2, с. 36-40. (0,5 п.л.).

7. Глазунов В.А. Использование теории винтов в задачах механики манипулятора. / Машиноведение, 1989, № 4, с. 5-10. (0,5 п.л.).

8. Глазунов В.А., Диментберг Ф.М. Об особом положении пространственного пятизвенника, образованного из двух механизмов Еенне-та. / Машиноведение, 1984, № 5, с. 50-54. (0,5 п.л.)

9. Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф., Модель Б И. Принципы классификации и методы анализа пространственных механизмов с параллельной структурой. / Проблемы машиностроения и надежности машин. Машиноведение, 1990, № 1, с 41-49. (0,5 п л.).

Ю.Глазунов В.А., Рашоян Г.В. Вывод /-координатных манипуляторов из особых положений. / Известия ВУЗов. Машиностроение, 1990, №7, с. 9-12. (0,25 п.л.).

П.Глазунов В.А. Кинематический анализ манипуляторов параллельной структуры с учетом особых положений. / Известия АН СССР. Механика твердого тела, 1991, № 4, с. 54-62 (0, 5 п.л.)

12.Глазунов В.А. Принципы построения и анализа пространственных механизмов с параллельной структурой. / Проблемы машиностроения и надежности машин. Машиноведение, 1995, № 1, с. 14-19. (0,5 п.л.).

И.Глазунов В.А., Есина М.Г. Некоторые аспекты взаимосвязи проблем управления манипуляционными и социальными системами. / Международная академия информатизации. Сборник научных трудов отделения «Информационные технологии и семиотика», Москва, 1999, с. 123-127.(0,5 п.л.)

Изобретения М.Глазунов В.А. Пространственный механизм. Авторское свидетельство СССР № 1757867, МКИ В 25J 1/00. (0,5 п.л.)

15.Глазунов В.А. Пространственный механизм. Авторское свидетель-етво СССР № 1731623, МКИ В 25J 1/00. (0,5 п.л.).

16.Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственный механизм с шестью степенями свободы. Авторское свидетельство СССР № 1668785, МКИ F 16Н 21/46, В 25J 1/00. (0,5 п.л.).

П.Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы. Авторское свидетельство СССР № 1668786, МКИ F 16Н 21/46, В 25J 1/00. (0,5 п. л.).

Труды международных конференций

18.Kiaynev A.F., Glazunov V.A. Design and Analysis of Spatial Mechanisms with Paiallel Structuie. / VIII World Congress on TMM, Prague, 1991, p. 105-108.(0,5 п.л.)

19.Glazunov V.A., Ktaynev A.F., Rashoyan G.V., Trifonova A.N. Singular Zones of Parallel Structure Mechanisms. / X Woild Congress on TMM, Oulu, Finland, 1999, p. 2710-2715. (0,5 п.л.).

20.Glazunov V., Kraynev A., Rashoyan G., Terekhova A., Esina M. Structure Synthesis of Parallel Manipulators. / Theory and Practice of Robots and Manipulators. (RoManSy), Proceedings of XIII CISM-lFToMM Symposium, Springer Wien New York, 2000, p. 235-240. (0,5 п.л.).

21.Glazunov V., Kiaynev A., Rashoyan G., Bykov R., Novikova N. Neighboring Special Configurations of Parallel manipulators. / Theory and Practice of Robots and Manipulators. (RoManSy), Proceedings of XIV CISM-lFToMM Symposium, Springer Wien New York, 2002, p. 59-66. (0,5 п.л.).

В этих публикациях разрабатываются теоретические и методологические вопросы научной робототехники. Часть работ выполнена в соавторстве, в этих работах автору принадлежит создание классификации и метода исследования робототехнических систем параллельной структуры с учетом их возможных бифуркаций.

Типография ИМАШ РАН, г Москва, М Харитоньевский пер , 4

Лиц ПД № 00492 от 12 04 2000

Зак №/3£ от Ол 2003. тир <00 экз

7<S5~

P.7155

Оглавление научной работы автор диссертации — доктора философских наук Глазунов, Виктор Аркадьевич

ВВЕДЕНИЕ , стр.

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА ВО ВЗАИМОСВЯЗИ С ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКИМ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ХАРАКТЕРОМ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ стр.

1.1. РОБОТОТЕХНИКА И ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКАЯ 11АУКА стр.

1.2. МЕЖДИСЦИПЛИ1IAPIЮСТЬ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКИ стр.

Глава 2. НАУЧНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ И РОБОТОТЕХ11ИКА стр.

2.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ АНАЛОГИЙ ПРИ РАССМОТРЕНИИ БИФУРКАЦИЙ ЧЕЛОВЕКОРАЗМЕР11ЫХ СИСТЕМ стр.

2.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ СРЕДСТВАМИ РОБОТОТЕХ11ИКИ стр.

Глава 3. MI ЮГОКРИТЕРИАЛЫ ЮСТЬ И ЭВОЛЮЦИОНИЗМ В ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКЕ стр.

3.1. КРИТЕРИИ ВЫБОРА НАУЧНОЙ ТЕОРИИ В

РОБОТОТЕХНИКЕ стр.

3.2. МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКОРАЗМЕРНЫХ СИСТЕМ

ВО ВЗАИМОСВЯЗИ С ЭВОЛЮЦИОНИЗМОМ стр.

Глава 4. ВИРТУАЛИСТИКА И ПАРАДИГМАЛЬНЫЕ ПРИВИВКИ В РОБОТОТЕХНИКЕ стр.

4.1. ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА стр.

4.2. ПАРАДИГМАЛЬНЫЕ ПРИВИВКИ В РОБОТОТЕХНИКЕ стр.

Глава 5. СЕТЕВОЕ МЫШЛЕНИЕ И ФРАКТАЛЫЮСТЬ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХ11ИКИ КАК ЧЕЛОВЕКОРАЗМЕРНОЙ СИСТЕМЫ стр.

5.1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ РОБОТОТЕХ1ШКА КАК ЧЕЛ ОВЕКОРАЗМЕР11АЯ СИСТЕМА стр.

5.2. СЕТЕВОЕ МЫШЛЕНИЕ И ФРАКТАЛЫЮСТЬ .В РОБОТОТЕХНИКЕ стр.

Введение диссертации2003 год, автореферат по философии, Глазунов, Виктор Аркадьевич

Теоретическая робототехника, под которой мы понимаем совокупность методов конструирования робототехнических систем и исследования их механических характеристик и принципов управления, является одним из самых молодых и перспективных направлений исследований последних десятилетий. В этой отрасли знаний объединились достижения механики (в частности, теории механизмов), а также кибернетики (включая теорию информации, теорию автоматического управления, электронику). Теоретическая робототехника представляет собой пример впечатляющих результатов междисциплинарного взаимодействия. Создаваемые на этой основе технические системы способны исследовать не только поверхности удаленных планет и глубины океана, но и внутреннее строение человеческих органов, а также молекулярную структуру органических и неорганических веществ на нано-уровне. Робототехнические системы представляют собой устройства, позволяющие наиболее адекватно смоделировать характеристики и принципы управления, соответствующие некоторым функциям человеческого тела.

Современное состояние науки характеризуется как этап постнекласси-ческого развития, предметом которого выступают процессы эволюции и самоорганизации человекоразмерных систем. В этом смысле теоретическая робототехника представляет особый интерес, так как изучаемые ею и конструируемые на ее основе объекты - роботы - подвержены необходимости преодолевать состояния бифуркации, они должны уметь самоорганизоваться -адаптироваться к окружающей среде, к изменению собственных параметров, к перемене выполняемых заданий. Рассматриваемые теоретической робототехникой процессы саморефлексии определяют то обстоятельство, что эта методология работает на самоосознание научного сообщества, и этим обусловлена особая степень человекоразмерности теоретической робототехники (по отношению к другим наукам). В этой связи уместно рассмотреть и само занимающееся этой проблематикой научное сообщество как развивающуюся систему, для которой возможны революционные изменения парадигмы, представляемые как состояния бифуркации.

Человек и робот пребывают в сложных взаимоотношениях. Человек -это творец робота, но в какой-то мере и продукт его. В настоящее время указанные взаимоотношения подошли к очередной точке бифуркации - происходит поворот от промышленного или исследовательского робота, функционирующего в среде, исключающей возможность нахождения в ней человека, к антропоморфным самоуправляемым системам, способным функционировать в непосредственном взаимодействии с человеком. Здесь важно не упустить из вида, что «.взаимодействие человека со сложными открытыми системами протекает таким образом, что само человеческое действие не является чем-то внешним, а как бы включается в систему, видоизменяя каждый раз поле ее возможных состояний. Отсюда в стратегии деятельности оказывается важным определить пороги вмешательства в протекающие процессы и обеспечить за счет минимизированного воздействия именно такие направления развития системы, которые позволяют избежать катастрофических последствий и обеспечивают достижение человеческих целей»1

В этой связи актуальными представляются две проблемы. С одной стороны, нужно философски осмыслить методологию теоретической робототехники как одной из самых новых и междисциплинарных наук, определить истоки, тенденции, бифуркации ее развития, возможности управления этим процессом. На наш взгляд, это осмысление наиболее эффективно можно осуществить на основаниях синергетической парадигмы. При этом важно, «.оставаясь на позициях конкретной науки, использовать ее [синергетики] потенциал как технологию универсалий, реализуемую в практической деятельности».2

1 Степин B.C. Теоретическое шание. М.: Прогресс-Традиция. 2000, с. 695.

2 Аршинов В.И., Буданов В.Г. Когнитивные основания синергетики. / Синергетическая парадигма. Нелинейное мышление в науке и искусстве. М.: Прогресс-Традиция, 2002, с. 78.

Взаимосвязь обеих проблем обусловлена тем, что исследования в области постнеклассической науки только начаты, намечены лишь самые общие черты этого этапа развития науки. Рассмотрение робототехники как характерного примера актуально для уяснения черт данного этапа, для систематического описания его свойств, анализа и «инвентаризации» проблем. Постнеклассический вид науки (и в частности теоретическая робототехника) несомненно обладает мощным потенциалом собственных философских проблем, капиталом эвристически полезных моделей и метафор для других наук (в том числе, возможно, и социально-гуманитарных).

Научное сообщество, занимающееся проблемами робототехники, как и сама теоретическая робототехника подвержены общим закономерностям развития эволюционирующих систем, и одной из этих закономерностей является многокритериальность при становлении научных теорий. Рассматривая критерии формирования и выбора теории, можно выделить, по крайней мере три из них - это простота (внутреннее совершенство), это соответствие теории опытным данным, и кроме того, может присутствовать еще критерий принадлежности общепринятой парадигме. В процессе эволюции теории претерпевают своего рода естественный отбор сообразно изменяющимся условиям, одно из которых - это наличие новых результатов, обусловленных функционированием существующих парадигм. Целесообразно рассмотреть упомянутый процесс в теоретической робототехнике.

Функционируя в контексте постнеклассической науки, теоретическая робототехника вступает в междисциплинарные взаимодействия с другими отраслями знания, привнося и испытывая парадигмальные прививки (B.C. Степин). В связи с этим своевременным представляется рассмотрение взаимосвязи достижений робототехники с идеями виртуалистики как нового направления междисциплинарных исследований в современной науке и практической деятельности. Согласованное действие (синергия) двигателей робота осуществляется благодаря наличию у него встроенной математической модели собственного поведения - некоего «виртуального робота», следует учитывать также вероятностный характер предполагаемого движения робота внутри задаваемого «коридора». Виртуальный подход (особенно в плане его компьютерной реализации) может существенно расширить возможности эффективного синтеза новых технических устройств, в том числе и роботов. Проектировщик еще на стадии предварительного просмотра вариантов может воочию убедиться в преимуществах или недостатках того или иного решения, посмотреть, как будет двигаться предполагаемый механизм. Наряду с этим робототехника, в частности, различные тренажеры или имитаторы способны в значительной степени усилить уровень восприятия виртуальной реальности и взаимодействия с ней, так как тело человека будет претерпевать и само оказывать соответствующие воздействия сообразно с развитием сюжета в виртуальном мире.

Исходным пунктом рассмотрения указанных вопросов должно явиться определение места теоретической робототехники в системе постнеклассической науки, затем нужно исследовать процесс междисциплинарного взаимодействия между теорией механизмов и кибернетикой, произошедшего при становлении робототехники. Для исследования процессов самоорганизации в теоретической робототехники далее следует представить робототехнические модели, предназначенные для уяснения черт, присущих процессам бифуркации, происходящим в период научных революций. Нужно рассмотреть также еще один важный аспект самоорганизации, связанный с многокритериапьно-стью, проявляющейся при формировании и выборе научной теории. Памятуя о постнеклассическом характере теоретической робототехники, далее целесообразно рассмотреть взаимные парадигмальные прививки между робототехникой и другими отраслями знания, в частности виртуалистикой. Завершить исследование должно рассмотрение вопросов, связанных с антропоморфностью и проявлениями сетевого мышления в теоретической робототехнике.

Исследования в данной работе были проведены на основе концепции постнеклассической науки3, которая характеризуется междисциплинарно-стью, особой восприимчивостью к парадигмальным прививкам вступающих во взаимодействие различных дисциплин, присутствием в ее функционировании качественных параметров человекоразмерности, способностью к самоорганизации, возникновением режимов бифуркаций и катастроф.

Многие актуальные идеи по самоорганизации и нелинейному мышлению (как мы могли бы сказать сегодня) во взаимосвязи с положениями механики можно найти в трудах философов Античности и Нового времени: Аристотеля, Платона, Леонардо да Винчи, Р. Декарта, Ф. Бэкона, Д. Юма, Г.Ф.В. Гегеля, И. Канта и др. Весьма ценные мысли по бифуркациям человекораз-мерных систем содержатся в трудах Г. Башляра, У. Бека, М. Вебера, Э. Гуссерля, К. Маркса, X Ортега-и-Гассета, М. Полани, Г. Спенсера, Ф. Энгельса и др., а также отечественных авторов: В.И. Вернадского, В.Э. Войцеховича, Ф.Ф. Вяккерева, П.П. Гайденко, A.A. Зенкина, Э.В. Ильенкова, Б.М. Кедрова, C.B. Ключевского, В.А. Коваленко, В.И. Ленина, H.H. Моисеева, А.П. Шеп-тулина, Г.Г. Шпета, Г.П. Щедровицкого, и др.

3 Степин B.C. Теоретическое знание. М.: Прогресс-Тргюиция, 2001, 754 с.

Существенное влияние на автора данной работы при формулировании круга рассматриваемых вопросов оказали результаты И.Ю. Алексеевой, В.И. Аршинова, O.E. Баксанского, В.Г. Буданова, И.А. Герасимовой, Л.П. Кия-щенко, A.A. Коблякова, С.Н. Коняева, М.М. Кузнецова, В.А. Лекторского, Е.А. Мамчур, И.Е. Москалева, А.Л. Никифорова, Б.И. Пружинина, В.Л. Рабиновича, В.М. Розина, B.C. Степина, В.В. Тарасенко, П.Д. Тищенко, Б.Г. Юдина, а также личные контакты со многими из указанных исследователей. Важное значение при постановке задач данной работы имели труды в области синергетики, теории катастроф и бифуркаций, в этой связи упомянем работы В.И. Арнольда, Ю.Л. Климонтовича, E.H. Князевой, С.П. Курдюмова Э. Ласло, К. Майнцера, Г.Г. Малинецкого, Т. Постона, И.Р. Пригожина, Г.Ю. Ризниченко, И. Стюарта, Р. Тома, Г. Хакена, Д.С. Чернавского и др.

Были проанализированы исследования представителей различных философских школ, которые непосредственно не занимались методологией робототехники, но выводы которых, на наш взгляд, можно было применить в рассматриваемой области. Отметим здесь работы Р. Ассаджоли, А. Бергсона, Р. Бэндлера, П. Вацлавека, Д. Гриндера, Ч. Дарвина, Ж. Делеза, А.Г. Маслоу, Ч. Морриса, Ф. Ницше, Ж. Пиаже, П. Рикера, 3. Фрейда, Р. Хаббарада, Ю. Хабермаса, М. Хайдеггера, К. Чапека, А.Л. Чижевского, Т. де Шардена, А. Шопенгауэра, К.Г. Юнга и др., а также отечественных авторов: И.А. Акчури-на, Д.Л. Андреева, H.A. Бердяева, Л.С. Выготского, Н.И. Козлова, П.А. Ле-жебокова, А.Н. Леонтьева, И.Я. Лойфмана, Л.А. Микешиной, В.В. Налимова, З.М. Оруджева, В.Н. Поруса, Д.А. Поспелова, А.И. Ракитова, P.E. Ровинско-го, В.В. Розанова, М.Г. Розовского, Г.PI. Рузавина, М.Н. Руткевича, Ю.В. Сачкова, Е.Д. Смирновой, К.С. Станиславского, С.С. Хоружего и др.

Важным импульсом в формировании данной работы явились труды исследователей в области философии науки, причем некоторые из этих ученых, будучи специалистами в различных областях естествознания, смогли рассмотреть проблемы развития науки как бы «изнутри». В данном контексте упомянем работы Н. Бора, Ф. Варелы, Н. Винера, А. Гротендика, М. Кастельса, Р. Коллинза, У. Матураны, Ч. Морриса, Ч. Пирса, А. Пуанкаре, А. Уайт-хеда, Р. Фистеля, Р. Харре, В. Эбелинга, А. Эйнштейна, А. Энгеля, К. Яспер-са и др., а также отечественных авторов: Г.С. Альтшуллера, И.Б. Барсукова, Н.П. Бехтеревой, H.H. Боголюбова, H.A. Бульенкова, Е.С. Вентцель, А.Е. Войскунского, Д.Г. Гусева, A.A. Денисова, H.A. Евина, П.Л. Капицы, O.A. Матвейчева, P.M. Нугаева, A.B. Резаева, В.И. Сергеева, С.А. Титова, P.P. Ха-зеева, С.Ю. Чернакова, М. Эпштейна и др. Особое значение при формировании круга вопросов, рассматриваемых в данной работе, имели труды Л. Витгенштейна, Т. Куна, И. Лакатоса, К. Поппера, П. Фейерабенда, Д. Хофштад-тера.

Одной из важнейших отправных точек данной работы явились результаты исследователей, занимавшихся механикой, а также теорией механизмов и машин. Здесь упомянем труды A.A. Андронова, И.И. Артоболевского, М. Атанасиу, Д. Бейкера, А.П. Бессонова, Д. Биннига, H.A. Биргера, А.Н. Боголюбова, Р. Болла, Н.Г. Бруевича, Р. Войня, Я.Л. Геронимуса, М. Гольдберга, Д. Даффи, Ф.М. Диментберга, В.В. Добровольского, E.H. Ивашова, С. Инно-сенти, У. Клиффорда, А.Е. Кобринского, Ю.Г. Козырева, В.О. Кононенко, А.П. Котельникова, А.Ф. Крайнева, Г.В. Кренина, П.Д. Крутько, П.С. Ланды, П.А. Лебедева, H.H. Левитского, A.M. Ляпунова, К. Мавроидиса, А.П. Малышева, Е.Г. Нахапетяна, Ю.И. Неймарка, Я.Г. Пановко, В. Паренти-Кастелли, М.Д. Перминова, Л.С. Понтрягина, Л.А. Растригина, Ф. Рело, Л.Н. Решетова, Г. Рорера, Б. Росса, К. Рота, Ю.Л. Саркисяна, П.О. Сомова, Р.Б. Статникова, Д. Уитни, К.В. Фролова, К. Фукунаги, К. Ханта, П.Л. Чебышева, Э. Штуди и др.

Развитие теоретической робототехники обусловливает связь механики с теорией автоматического управления и проблемой искусственного интеллекта, поэтому существенное внимание при анализе литературы было уделено публикациям в этой области, тем более что автор данной работы занимается исследованиями манипуляторов нового класса, имеющих параллельную структуру. В данной связи упомянем работы И.И. Артоболевского, П.Н. Бенянина, В.Е. Болнокина, Е.И. Воробьева, М. Вукобратовича, В. Гауфа, В.Г. Градецкого, Д. Денавита, В.И. Капалина, А.Е. Кобринского, А.Ш. Колискора, М.З. Коловского, А.И. Корендясева, H.H. Красовского, А.Г. Лескова, B.C. Медведева, Д.Е. Охоцимского, Р. Пола, Е.П. Попова, К.А. Пулкова, П. Рабар-деля, Д. Стюарта, К. Сугимото, A.B. Тимофеева, Р. Хартенберга, Я.З. Цыпки-на, Ф.Л. Черноусько, П.И. Чинаева, A.C. Ющенко, B.C. Ястребова и др.

Подчеркивая степень разработанности предлагаемой в данном исследовании темы, отметим, что постановка проблемы, связанной с философской методологией теоретической робототехники как человекоразмерной самоорганизующейся постнеклассической науки, является достаточно новой и актуальной.

Целью данного исследования является: выявить закономерности развития теоретической робототехники как самоорганизующейся, эволюционирующей, человекоразмерной системы на основе анализа междисциплинарно-сти, парадигмальных прививок, бифуркаций, многокритериальности.

Сообразно с поставленной целью в диссертации формулируются следующие задачи исследования:

- Определить закономерности формирования и выбора научной теории в робототехнике во взаимосвязи с многокритериальным подходом, основанным на паретовских множествах. Рассмотреть взаимосвязь многокритери-альности и эволюционизма в робототехнике с учетом условий, определяющих адаптационные или бифуркационные изменения паретовских множеств.

В работе используется сложившаяся в отечественной философии система методологического анализа проблем развития науки, методология рассмотрения вопросов междисциплинарности, парадигмальных прививок, мно-гокритериальности с использованием положений синергетики, теории катастроф, самоорганизации, бифуркаций. Кроме того, в данной работе развит метод научной интроспекции (рассмотрение процесса решения ранее завершенных автором научных задач теоретической робототехники), а также метод мысленного эксперимента на созданных робототехнических моделях.

Научная новизна данного исследования обусловлена тем, что в нем впервые в отечественной научно-исследовательской литературе представлена концептуальная систематизация идей о закономерностях развития теоретической робототехники как самоорганизующейся, эволюционирующей, челове-коразмерной системы на основе анализа междисциплинарности, парадигмальных прививок, бифуркаций, многокритериальности.

Наиболее существенные результаты, полученные диссертантом, определяются тем, что в работе:

- Исследованы методологические особенности теоретической робототехники с точки зрения ее места в системе постнеклассической науки. Рассмотрены аспекты междисциплинарности робототехники с точки зрения пет-леобразности развития составляющих ее дисциплин - теории механизмов и кибернетики.

- Разработаны механические (а вернее робототехнические) модели для проведения мысленных экспериментов по выявлению свойств процессов бифуркации и определению возможности управлять этими процессами. Разработаны наглядные модели, с помощью которых можно устанавливать некоторые свойства, присущие научным революциям. Данные модели распространяются на герменевтические акты, а также на «моменты инсайта». Тем самым сформирован новый класс моделей для постановки мысленных экспериментов, описывающих процессы самоорганизации.

- Рассмотрена «цепочка», связывающая в рамках инструментального подхода методологии теоретической робототехники и виртуалистики. Исследован процесс осуществления взаимных парадигмальных прививок на примере междисциплинарного взаимодействия робототехники и кристаллографии.

- Рассмотрены аспекты теории роботов как воплощения математики -формализованного действия во взаимосвязи с появлением роботов, имитирующих поведение человека (двуногая ходьба, мимика, игра на музыкальных инструментах). Рассмотрены аспекты сетевого мышления в робототехнике на примере решения проблем микроманипулирования и нанотехнологий.

В соответствии с полученными результатами сформулированы положения, выносимые на защиту:

- Установлено, что теоретическая робототехника представляет собой эволюционирующую систему, требующую для своего описания по принципу дополнительности использования моделей классической, неклассической и постнеклассической науки. Отмечено, что теоретическая робототехника как целостное образование шире суммы составляющих ее частей - теории механизмов и кибернетики. Междисциплинарность (благодаря синергии степеней свободы и адаптации роботом модели собственного поведения) обеспечила новый уровень разрешения противоречия между требованиями автономности и гибкости (способности работать по множеству программ).

- На основании разработанных моделей показано, что «катастрофичность» процессов бифуркации (в том числе в моменты научных революций) определяется соотношением между внешними и внутренними силами и «траекторией» точки приложения внешней силы, а кроме того существуют бифуркации, при которых ни внешние, ни внутренние силы не способны определить направление дальнейшего развития. Отмечено, что процесс формирования новой парадигмы обусловливается появлением новой подсистемы, которая внутри старой структуры вызывает «напряжения», данный период характеризуется хаосом. Для выхода на новую размерность необходимо воздействие, направленное «ортогонально» старой парадигме (это могут быть парадигмальные прививки).

- Показано, что в процессе формирования и выбора научной теории существуют, как правило, три противоречивых (с точки зрения паретовского подхода) критерия: полнота соответствия теории опытным данным, простота теории и принадлежность теории к принятой парадигме. Указанные критерии обусловливают формирование паретовских множеств теорий, а в качестве параметров выступают принимаемые в рассмотрение научные факты. Изменение значения параметров может приводить к бифуркации и нарушению паретовского множества. Теории, различающиеся на лингвистическом, семантическом или эмпирическом уровнях, могут переходить из одного разряда различий в другие.

- Отмечено, что «естественный отбор» при формировании парадигмы осуществляется на основе двух главных критериев: простота и максимальная функциональность. Научное сообщество при оценке изобретения или теории руководствуется другими критериями - соответствие достигнутому научному уровню и степень его превышения. Каждое новое изобретение или научный результат изменяет существующее паретовское множество. Если члены множества дополняются новыми, то это адаптационное изменение. Если происходит исключение из множества каких-то его представителей, то это бифуркационное изменение, и возможна смена парадигмы.

- Показано, что теоретическую робототехнику можно рассматривать как инструмент и как орудие. Созданные при участии теоретической робототехники модели виртуальной реальности, производящие обратное воздействие на сотворившего их субъекта, расширяют возможности его взаимодействия с порождаемой реальностью. Тем самым качественно преобразуется традиционная интерпретация принципа наблюдаемости, что характерно для по-стнеклассической науки в целом. Этим обусловлены возможности и ограничения робототехники в порождаемой реальности.

- Показана возможность использования алгоритмов, разработанных в теоретической робототехнике (обход состояний бифуркации, управление в них посредством локальных воздействий, принцип исключения состояний бифуркации), в направлении создания антропоморфных самоуправляемых систем, способных функционировать в среде, включающей человека. Для управления эволюционирующими системами (в том числе наукой), в которые встроен человек, характеризующийся творческими потребностями в инсайте, более всего пригоден «принцип кормчего» (Н.Н. Моисеев) - локальное воздействие в состояниях бифуркации.

- Отмечено, что принцип организации сетевого мышления (формирующегося, в частности, для решения проблем нанотехнологий) как феномена постнеклассической науки указывает на фрактальность сети, «накрывающей» проблему, а также на возможности и ограничения робототехники (во взаимодействии с человеком, компьютерами, биороботами). Эти ограничения обусловлены неизбежным отходом от устоявшихся парадигмальных норм и необходимостью акта понимания (переформулировки для узла сети мышления) уже существующих алгоритмов - применительно к каждой конкретной ситуации.

Теоретическая и практическая значимость полученных результатов обусловлена темой исследования, связанной с принципами самоорганизации теоретической робототехники. Установленные в диссертации закономерности, обусловленные междисциплинарностью и постнеклассическим характером теоретической робототехники, призваны повысить эффективность и осмысленность работы конструкторов, инженеров и ученых, занимающихся разработкой и исследованием робототехнических систем.

Полученные в диссертации результаты по многокритериальности формирования и выбора научной теории, а также оценки изобретательского уровня в робототехнике позволяют более эффективно и адекватно проводить экспертизу изобретений и научных теорий в этой области.

Представленные в работе результаты по взаимосвязи робототехники и виртуалистики, а также по сетевому мышлению в робототехнике дают возможность обеспечить повышение достоверности восприятия человеком виртуальной реальности (в том числе уяснения свойств проектируемых, но еще не изготовленных устройств), обусловить увеличение эффективности взаимодействия представителей научного сообщества как ячеек единой сети.

Апробация полученных результатов осуществлена в процессе чтения лекций на основе разработанных диссертантом материалов по философии науки, теории механизмов и машин, прикладной механике, патентоведению, читавшихся в Московском государственном текстильном университете, Московском государственном индустриальном университете, Ивановской государственной архитектурно-строительной академии. Материалы и выводы диссертации нашли отражение в сообщениях автора на международных научных мероприятиях - VIII и X Всемирные конгрессы по теории механизмов и машин (Прага, 1991, Оулу (Финляндия), 1999); XIII и XIV Международные симпозиуме по теории и практике робототехнических систем (RoManSy) (За-копане (Польша), 2000, Удине (Италия), 2002), XII и XIII Международные симпозиумы по динамике сильнонелинейных виброударных систем (Москва, 1998, 2001), V Международная конференция по проблемам колебаний (Москва, 2001), Международная конференция по промышленным роботам РОБ-КОН - 5 (Варна (Болгария), 1989), Национальный симпозиум по промышленным роботам (Бухарест (Румыния), 1991) V Всесоюзное совещание по робототехнике (Геленджик, 1991), VI Всесоюзная конференция по управлению в механических системах (Львов, 1988) и др. Результаты диссертации докладывались на Ученом совете Института машиноведения РАН, в секторе Философских проблем междисциплинарных исследований Института философии РАН, секции кибернетики Центрального дома ученых РАН, на семинарах по робототехнике и теории механизмов, руководимых акад. Д.Е. Охоцимским, проф, Н.И. Левитским, проф. Ф.М. Диментбергом, проф. Е.Г. Нахапетяном, на семинарах по философии науки, руководимых проф. В.И. Аршиновым, проф. М.М. Кузнецовым. Основные результаты исследования нашли отражение в публикациях автора (две монографии, а также ряд статей и изобретений).

Заключение научной работыдиссертация на тему "Методологические проблемы теоретической робототехники"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подведем некоторые итоги предпринятого исследования. В работе получены следующие основные результаты.

- Рассмотрены методологические особенности научной робототехники с точки зрения подпадения ее под эгиду классической, неклассической или постнеклассической науки. Изначально робототехника может быть отнесена к классической науке, как и составляющие ее дисциплины - теория механизмов и кибернетика, однако каждой из этих дисциплин пришлось решать необходимые для их объединения задачи. Затем научная робототехника приобретает черты неклассической науки, причиной этому явились парадигмаль-ные прививки, в частности, из физики. Далее робототехника во все большей степени получает характер постнеклассической науки - это обусловлено тем, что робот как техническое устройство наиболее полно отвечает принципам антропоморфности. Сделан вывод, что научная робототехника несет в себе тесно переплетенные проявления всех трех этапов развития науки: классического, неклассического и постнеклассического.

- Рассмотрены аспекты междисциплинарности робототехники с точки зрения петлеобразности развития составляющих ее дисциплин - теории механизмов и кибернетики. Для постановки мысленного эксперимента, характеризующего процесс междисциплинарного взаимодействия, разработана наглядная модель этого процесса. Установлено, что робототехника как научная система шире суммы составляющих ее частей - механики и. кибернетики. Междисциплинарность обеспечила новый качественный уровень разрешения противоречия между противоположными требованиями автономности и гибкости проектируемых систем. Это произошло за счет достижения синергии (согласованного действия) приводных устройств.

- Разработана наглядная модель, с помощью которой выявлены свойства, присущие научным революциям при рождении новой парадигмы. Этот процесс характеризуется появлением новой подсистемы, которая входит во взаимодействие с наличествующими подсистемами и затем внутри старой структуры вызывает «напряжения», этот период характеризуется хаосом. Для выхода на новую размерность необходимо воздействие, направленное «ортогонально» старой парадигме (здесь важными факторами являются междис-циплинарность и парадигмальные прививки). Разработанная модель распространяется на герменевтические акты, а также на «моменты инсайта». Тем самым сформировано новое поколение моделей, с помощью которых можно исследовать процессы самоорганизации.

- Рассмотрен многокритериальный подход к проблеме формирования и выбора научной теории. Установлено, что в этом процессе существуют, по крайней мере, три противоречивых критерия: это полнота соответствия теории опытным данным, простота теории и принадлежность теории к принятой парадигме. На всех этапах формирования парадигмы указанные противоречивые критерии обусловливают формирование паретовских множеств теорий. Каждый член этого множества имеет такой набор критериев, когда значение хотя бы одного из них лучше, чем у остальных членов множества. В качестве варьируемых параметров выступают принимаемые в рассмотрение научные факты. 11абор и значение параметров может изменяться по мере получения новых данных из опыта, при этом меняются и значения критериев, что может приводить к бифуркации и нарушению паретовского множества теорий. Теории, различающиеся на лингвистическом, семантическом или эмпирическом уровнях, при изменениях паретовского множества могут переходить из одного разряда различий в другие.

- Рассмотрена взаимосвязь многокритериальности и эволюционизма в робототехнике, разработана соответствующая наглядная модель. Установлено, что при создании технических устройств и научных теорий все «жизнеспособные виды» должны располагаться на паретовских множествах. «Естественный отбор» осуществляется на основе двух главных критериев: простота и максимальная функциональность. Научное сообщество при оценке изобретения или теории руководствуется другими критериями - соответствие достигнутому научному уровню и степень превышения этого уровня. Каждое новое изобретение или научный результат изменяет существующее паретовское множество. Если существовавшие ранее члены множества не исключаются, а лишь дополняются новыми, то это - адаптационное изменение. Если же происходит исключение из множества каких-то его представителей, то имеет место бифуркационное изменение, и возможна смена парадигмы.

- Рассмотрена «цепочка», связывающая в рамках инструментального подхода методологию робототехники и виртуалистику. Установлено, что научную робототехнику можно рассматривать как инструмент или орудие, которые позволяют уяснить свойства изучаемых объектов и создавать новые устройства. Созданный при участии теории объект производит и обратное воздействие на сотворившего его субъекта, при этом изменяется содержание проблемы интерсубъективности - прибавляются взаимоотношения субъекта и объекта, оснащенного интеллектом. В результате междисциплинарного взаимодействия робототехники и виртуалистики. существенно повышается уровень восприятия человеком виртуальной реальности, хотя виртуалистика и не позволяет исследовать бифуркационные процессы, связанные с изменением структуры системы.

- Рассмотрен процесс осуществления взаимных парадигмальных прививок на примере междисциплинарного взаимодействия робототехники и кристаллографии. Установлено, что парадигмальные прививки изначально сводятся к использованию лингвистически отличного (с точки зрения математики) описания объекта, затем это приводит к более глубоким отличиям в постановке задач исследования и методов их решения. Парадигмальные прививки происходят не односторонне из одной сферы науки в другую, а обоюдно. При этом необходимы значительные творческие усилия не только для нахождения алгоритма решения вопроса, но и для осуществления герменевтического акта понимания научного текста, само понимание может произойти уже после того, как найден собственный алгоритм решения задачи. Фрак-тальность решения проблемы заключается в том, что каждый этап соответствующего процесса обусловлен некоторым отходом от парадигмы либо необходимостью акта понимания уже существующих алгоритмов.

- Рассмотрены различные аспекты теории роботов как воплощения математики - формализованного действия. Установлено, что развитие робототехники все более склоняется в направлении «социальных роботов», способных функционировать в среде, включающей человека. Появление роботов, имитирующих поведение человека (двуногая ходьба, мимика, способность поглощать пищу, игра на музыкальных инструментах, моделирование речевого аппарата, распознавание образов) обусловлено предполагаемыми прорывами в технологиях, связанных с разработкой антропоморфных самоуправляемых систем. Для управления эволюционирующими системами (в том числе наукой), в которые встроен человек, более всего пригоден «принцип кормчего» (локальное воздействие в состояниях бифуркации), при этом особую значимость приобретают принципы самоорганизации и целесообразно воспользоваться алгоритмами, разработанными робототехникой.

- Рассмотрены аспекты сетевого мышления в робототехнике на примере решения проблем избыточных связей, микроманипулирования и нанотех-нологий. Установлено, что сеть, «накрывающая» проблему, фрактальна. Каждая ячейка сети, представляющая собой группу ученых, пытается в какой-то мере охватить всю проблему, при этом ячейки различаются прежде всего лингвистически (математическим языком описания) и, кроме того, они могут быть разделены (фрактальны) во времени. Принцип наблюдаемости может быть соблюден при условии, что снабженный элементами искусственного интеллекта инструмент, каковым является робот, способен отличить флуктуации собственных параметров от воздействий внешних факторов. Сама по себе скорость и глобальность обмена информацией не является полностью определяющей в организации сетевого мышления, поскольку участники сети должны интерпретировать на своем, несколько отличном математическом языке научные результаты, полученные на других участках сети.

Изложенное позволяет утверждать, что в результате исследования внесен крупный вклад в формирование нового научного направления в философии науки и техники: «Анализ методологических проблем технических наук (на примере робототехники) как самоорганизующихся человекоразмерных систем на основе рассмотрения междисциплинарности, парадигмальных прививок, многокритериальности с использованием положений синергетики, теории катастроф, а также научной интроспекции и мысленного эксперимента на робототехнических моделях». Тем самым осуществлен новый шаг в решении проблемы технологии междисциплинарной интеграции.

автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.08 диссертация на тему: Методологические проблемы теоретической робототехники

Полный текст автореферата диссертации по теме "Методологические проблемы теоретической робототехники"

Оглавление научной работы автор диссертации — доктора философских наук Глазунов, Виктор Аркадьевич

Введение диссертации2003 год, автореферат по философии, Глазунов, Виктор Аркадьевич

Заключение научной работыдиссертация на тему "Методологические проблемы теоретической робототехники"

Похожие темы диссертаций

автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.08
диссертация на тему: Методологические проблемы теоретической робототехники