อินเทอร์เน็ตและไซเบอร์เนติกส์

ลีโอนิด เชอร์ยัค

เครื่องมือทุกชิ้นมีลำดับวงศ์ตระกูล
(เครื่องดนตรีแต่ละชิ้นมีสายเลือดของตัวเอง)

นอร์เบิร์ต วีเนอร์

ในการค้นหาต้นกำเนิดของเน็ต คำว่า "ไซเบอร์สเปซ" อาจมีประโยชน์ โดยทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมที่ประสบความสำเร็จระหว่างคำว่า "อินเทอร์เน็ต" และ "ไซเบอร์เนติกส์" โดยหลักแล้วเป็นเพราะสะท้อนถึงธรรมชาติของความสัมพันธ์ระหว่างเครือข่ายและวิทยาศาสตร์นี้อย่างถูกต้อง คำว่า "ไซเบอร์สเปซ" ได้รับการประกาศเกียรติคุณในปี 1984 โดยนักเขียนชาวอเมริกัน วิลเลียม กิบสัน ในหนังสือของเขา Neuromancer และปัจจุบันมักใช้เป็นคำพ้องสำหรับคำว่า "อินเทอร์เน็ต" ในไม่ช้า Neologisms ก็ปรากฏขึ้น: ไซเบอร์มีเดีย, ไซเบอร์พังค์, ไซบอร์ก ฯลฯ ต้องยอมรับว่ากิบสันไม่ใช่คนแรกในบรรดาผู้ที่ทำนายเทคโนโลยีสื่อไซเบอร์เนติกส์ในอนาคต บทบาทของสื่อใหม่ได้รับการคาดหวังจากนักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดา เอ็ม. แมคลูฮาน ในหนังสือของเขาในปี 1964 เรื่องทำความเข้าใจสื่อ

เป็นไปได้ว่าการสร้างรากฐานของอินเทอร์เน็ตที่เป็น "ไซเบอร์เนติก" อาจดูเหมือนเป็นแนวคิดที่ลึกซึ้งสำหรับบางคน มีความเห็นว่าองค์ประกอบหลักของเครือข่ายสมัยใหม่ไม่มีอะไรที่จะบ่งบอกถึงความสัมพันธ์ของพวกเขากับไซเบอร์เนติกส์ได้อย่างชัดเจน ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะหักล้างความคิดเห็นดังกล่าว เนื่องจากไม่มีหลักฐานที่เห็นได้ชัดเจนบนพื้นผิว อันที่จริงนี่คือความขัดแย้งหรือความลึกลับของคำว่า "ไซเบอร์สเปซ" และ "ไฮเปอร์สเปซทางไซเบอร์เนติก": โดยการยอมรับสิ่งเหล่านี้ เราเห็นด้วยกับต้นกำเนิดของไซเบอร์เนติกส์ภายใน (โดยไม่รู้ตัว) แต่เราไม่สามารถอธิบายเหตุผลได้ บางทีเราอาจไม่เข้าใจอย่างถูกต้องนักว่าไซเบอร์เนติกส์คืออะไร?

ควรค้นหาต้นกำเนิดของความขัดแย้งในแนวคิดโปรเฟสเซอร์ของไซเบอร์เนติกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างเช่น "พจนานุกรมสารานุกรมโซเวียต" ที่ยังคงได้รับความนิยม โดยให้คำจำกัดความของไซเบอร์เนติกส์ว่าเป็นศาสตร์แห่งกฎพื้นฐานของการรับ การจัดเก็บ การส่งผ่าน และการประมวลผลข้อมูล แกนกลางประกอบด้วยทฤษฎีข้อมูล ทฤษฎีอัลกอริธึม ทฤษฎีออโตมาตา การวิจัยการดำเนินงาน ทฤษฎีการควบคุมที่เหมาะสม และทฤษฎีการจดจำรูปแบบ

ในแหล่งข้อมูลตะวันตก ไซเบอร์เนติกส์ได้รับการตีความอย่างกว้างๆ บางครั้งเรียกว่าไม่ใช่วิทยาศาสตร์ แต่เป็นขอบเขตทางวิชาการที่มีคำจำกัดความคลุมเครือ ซึ่งรวมถึงคณิตศาสตร์ เทคโนโลยี ปรัชญา และสังคมศาสตร์ ในความหมายที่แคบกว่านั้น ไซเบอร์เนติกส์รวมถึงความรู้ต่างๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ โครงข่ายประสาท ระบบไดนามิก ทฤษฎีความโกลาหล และระบบการปรับตัวที่ซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม ไม่มีคำจำกัดความใดที่แสดงถึงสิ่งที่ถือเป็นพื้นฐานที่มองเห็นได้ของอินเทอร์เน็ต: โปรโตคอล เซิร์ฟเวอร์ เบราว์เซอร์ ภาษา HTML, XML และ Java เป็นต้น

ดังนั้น "ไฮเปอร์สเปซไซเบอร์เนติกส์" คืออะไร - มันเป็นเพียงคำเปรียบเทียบที่สวยงามหรือสมเหตุสมผลหรือไม่ที่จะมองหาการตีความหัวข้อไซเบอร์เนติกส์ที่เพียงพอมากขึ้น

นอร์เบิร์ต วีเนอร์

ในกรณีนี้ควรหันไปหาแหล่งข้อมูลหลักเช่นผลงานของ Norbert Wiener เอง เขาเป็นผู้เสนอให้เรียกความรู้ที่ซับซ้อนเกี่ยวกับไซเบอร์เนติกส์เกี่ยวกับการจัดการระบบที่หลากหลาย: ทางเทคนิค, ชีววิทยาหรือสังคม แต่มันผิดที่จะเชื่อมโยงการก่อตัวและการพัฒนาของไซเบอร์เนติกส์กับชื่อของ Wiener เท่านั้น หากคุณสร้างแผนภูมิลำดับวงศ์ตระกูลของวิทยาศาสตร์นี้ ปรากฎว่า Wiener เองเป็นเจ้าของเพียงรากและกิ่งก้านเพียงกิ่งเดียว อย่างไรก็ตาม กิจกรรมของเขามีส่วนช่วยในการสร้างเครือข่ายมากที่สุด

การพิสูจน์ว่าไม่ใช่เรื่องง่าย Norbert Wiener ได้กลายเป็นวิทยาศาสตร์คลาสสิกที่ได้รับการยอมรับ และผลงานของเขาก็เหมือนกับหนังสือของนักเขียนคลาสสิกที่ทุกคนรู้จัก แต่ไม่มีใครอ่าน

มีเพียงไม่กี่คนที่อ่าน Cybernetics ของ Wiener และแม้แต่น้อยคนที่สามารถเข้าใจความซับซ้อนของแนวคิดทางคณิตศาสตร์ ปรัชญา และศาสนาที่รวบรวมไว้ในนั้น (น่าประหลาดใจที่หนังสือเล่มนี้แทบไม่เคยพิมพ์ซ้ำเลย)

ความรู้ผิวเผินเกี่ยวกับ "ไซเบอร์เนติกส์" นำไปสู่ความจริงที่ว่าไม่ใช่แนวคิดดั้งเดิมของ Wiener ที่ได้รับความนิยม แต่เป็นแนวคิดง่ายๆ เกี่ยวกับผลตอบรับในระบบควบคุมที่รวมอยู่ในหนังสือและเป็นที่รู้จักมานานก่อนหน้าเขา ในเทคโนโลยี คุณจะพบตัวอย่างอุปกรณ์มากมายที่มีการตอบรับ เช่น เครื่องควบคุมแรงเหวี่ยงของ James Watt เป็นที่รู้จักมานานหลายศตวรรษ ทำให้เครื่องจักรไอน้ำเป็นสัญลักษณ์ของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งแรก แนวทางทางทฤษฎีในการตอบรับได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ James Maxwell ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2411

นอกจากนี้จากมุมมองของประวัติศาสตร์อินเทอร์เน็ตความสนใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือกิจกรรมของ Wiener หลังปี 1948 เมื่อมีการตีพิมพ์ "ไซเบอร์เนติกส์" แล้ว แต่ควรพูดสองสามคำก่อนเกี่ยวกับชีวประวัติทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์คนนี้ ดังนั้น เป็นที่ชัดเจนว่าเขามีความรู้จำนวนเท่าใดในการแก้ไขปัญหาการตัดสินใจของการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์

Norbert Wiener เป็นบุตรชายของศาสตราจารย์ด้านการศึกษาสลาฟโดยกำเนิดในรัสเซีย สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดเมื่ออายุ 18 ปี จากนั้นเขาก็ทำงานร่วมกับ Bertan Russell ที่ Cambridge และ David Hilbert ที่ Göttingen หลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง Wiener เริ่มสอนที่ Massachusetts Institute of Technology (MIT) ซึ่งเขาได้ดำเนินการศึกษาทางคณิตศาสตร์ระดับโลกจำนวนหนึ่ง ที่นี่เขาได้พัฒนามิตรภาพส่วนตัวระยะยาวกับ Vannevar Bush ซึ่งมีบทบาทในการจัดการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ด้านเทคโนโลยีสารสนเทศซึ่งควรค่าแก่การกล่าวถึงแยกกัน

มันคือ V. Bush ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของสงครามโลกครั้งที่สองซึ่งดึงดูด Wiener ให้แก้ไขปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการยิงต่อต้านอากาศยานตามข้อมูลที่ได้รับจากสถานีเรดาร์ ด้วยเหตุนี้ Wiener จึงกลายเป็นผู้มีส่วนร่วมใน Battle of Britain ซึ่งเขาได้พบกับ Alan Turing และ John von Neumann สิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการสร้างมุมมองของ Wiener เกี่ยวกับปัญหา "มนุษย์และคอมพิวเตอร์" คือกิจกรรมร่วมกันของเขากับนักจิตวิทยาชาวเม็กซิกันและแพทย์โรคหัวใจ Arturo Rosenbluth หนังสือ "Cybernetics" อุทิศให้กับเขา เป็นการยากที่จะระบุรายชื่อนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ทุกคนที่ Wiener สื่อสารด้วย เราจะตั้งชื่อเฉพาะชื่อที่มีชื่อเสียงที่สุด: Albert Einstein, Max Born, Richard Courant, Claude Shannon, Felix Klein

Norbert Wiener ไม่เหมือนใครมีส่วนทำให้ MIT กลายเป็นหนึ่งในศูนย์วิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลกและร่างของศาสตราจารย์ที่เหม่อลอยซึ่งมีซิการ์คงที่ก็กลายเป็นสัญลักษณ์ของสถาบันนี้ ลัทธิ Wiener ประเภทหนึ่งเกิดขึ้นในหมู่เยาวชนที่เป็นวิทยาศาสตร์เขากลายเป็นฮีโร่ผู้ยิ่งใหญ่มีแม้กระทั่งเว็บไซต์ตลกที่น่ารักมาก ๆ โดยที่ Wiener ทำหน้าที่เป็นตัวละครหลัก

Norbert Wiener หันไปหาปัญหาของ "มนุษย์กับคอมพิวเตอร์" ด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก เพราะเขาสนใจประเด็นด้านการสื่อสารทางเทคโนโลยี สัตว์ป่า และในสังคม นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการหลีกหนีจากหัวข้อทางทหารซึ่งใช้เวลาหลายปีในชีวิตของเขา ในบริบทของประวัติศาสตร์อินเทอร์เน็ต สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าปัญหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ถูกหยิบยกขึ้นมาโดยนักวิจัยที่มีศักยภาพทางวิทยาศาสตร์มหาศาล นักวิทยาศาสตร์ที่มีมหาวิทยาลัยคลาสสิกและวัฒนธรรมทางวิชาการ (ฉันเชื่อว่าวัฒนธรรมนี้สูญหายไปและตลอดไป) เข้ามาในสาขาที่เราเรียกว่าเทคโนโลยีสารสนเทศในปัจจุบัน

ไม่น่าแปลกใจเลยที่ Wiener ไม่มีงานเชิงปฏิบัติใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ ในเวลานั้นเขากำลังยุ่งอยู่กับเรื่องที่จริงจังกว่านี้ Wiener กลายเป็นผู้ก่อตั้งปรัชญาไซเบอร์เนติกส์ เป็นผู้ก่อตั้งโรงเรียนของเขาเอง และข้อดีของเขาก็คือปรัชญานี้ถูกส่งต่อไปยังนักเรียนและผู้ติดตามของเขา โรงเรียนของ Wiener เป็นผู้รับผิดชอบงานหลายชิ้นซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่การกำเนิดอินเทอร์เน็ต

บางที Wiener อาจเป็นคนแรกที่เข้าใจว่าการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรในเชิงคุณภาพ ทุกวันนี้ เมื่อคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทุกเครื่องมีอุปกรณ์โต้ตอบต่างๆ มากมาย เราสามารถพูดได้ว่าประสบความสำเร็จไปมากแล้ว แต่แล้วในช่วงทศวรรษที่ 40 และ 50 มุมมองที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับบทบาทของคอมพิวเตอร์อยู่ร่วมกัน: นักวิทยาศาสตร์บางคนมองว่าพวกเขาเป็นเพียงเครื่องมือในการคำนวณ ในขณะที่คนอื่น ๆ คาดการณ์ชะตากรรมของสติปัญญาเหนือมนุษย์บางประเภทสำหรับพวกเขา Wiener ถือว่ามุมมองทั้งสองนี้มีข้อผิดพลาด

เขาไม่เห็นด้วยกับความเชื่อที่นิยมกันว่าเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถสร้างผลลัพธ์ที่เป็นประโยชน์ได้ด้วยตัวเอง Wiener มอบหมายหน้าที่ให้พวกเขาเพียงเครื่องมือ วิธีการประมวลผลข้อมูล และสำหรับมนุษย์ ฟังก์ชั่นในการดึงผลลัพธ์ที่เป็นประโยชน์ แต่จะหาวิธีแก้ปัญหาในเวลาที่ไม่มีแป้นพิมพ์ ไม่มีเมาส์ ไม่มีหน้าจอ เมื่อมีช่องว่างขนาดมหึมาระหว่างความเข้าใจเชิงปรัชญาของปัญหาและการใช้เทคโนโลยีได้อย่างไร เห็นได้ชัดว่าเป็นที่ใดที่หนึ่งในระดับสหวิทยาการ Wiener จึงจำเป็นต้องจัดสัมมนารายสัปดาห์ที่ MIT โดยมีผู้เชี่ยวชาญหลายคนเข้าร่วม

การสัมมนาเริ่มทำงานในฤดูใบไม้ผลิปี 2491 ผู้เข้าร่วมจำได้ว่าในตอนแรกมันคล้ายกับการก่อสร้างหอคอยบาเบลเนื่องจากนักวิทยาศาสตร์จากที่แตกต่างกันบางครั้งก็ห่างไกลจากกันจึงมีความเชี่ยวชาญพิเศษที่เกี่ยวข้อง - นักคณิตศาสตร์, วิศวกร, นักจิตวิทยา, นักปรัชญา, แพทย์ นักชีววิทยา ฯลฯ แม้ว่าจะใช้เวลามากในการพัฒนาภาษากลางสำหรับวิทยาศาสตร์ใหม่ แต่การสัมมนาก็มีประสิทธิผลมาก

ท้ายที่สุดแล้ว มีความเป็นไปได้ที่จะพัฒนาแนวคิดพื้นฐานหลายประการซึ่งถือได้ว่าเป็นแนวคิดพื้นฐานประการแรกของเครือข่ายในอนาคต ประการแรก ในระหว่างการอภิปรายในการสัมมนา แนะนำว่าคอมพิวเตอร์ควรกลายเป็นวิธีการสื่อสารที่สำคัญที่สุดวิธีหนึ่ง (แม้ว่าจะไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะจินตนาการว่าคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์สื่อสารในช่วงต้นทศวรรษ 50) โปรดทราบว่าเหลือเวลาอย่างน้อย 15 ปีก่อนที่เครือข่ายคอมพิวเตอร์เครื่องแรกจะเกิดขึ้น Robert Metcalf ผู้ประดิษฐ์โปรโตคอล Ethernet ได้ให้คำจำกัดความวัตถุประสงค์ของคอมพิวเตอร์ไว้ตามหลักปรัชญาว่า “การสื่อสารคือสิ่งที่สำคัญที่สุดที่คอมพิวเตอร์สามารถทำได้” (การสื่อสารคือสิ่งที่สำคัญที่สุดที่คอมพิวเตอร์สามารถทำได้) แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นในภายหลังมาก

ประการที่สอง มีข้อสรุปที่ชัดเจน (จากมุมมองของวันนี้) ว่าคอมพิวเตอร์ควรมีโหมดโต้ตอบแบบโต้ตอบ ในเวลานั้น อุปกรณ์ต่อพ่วงเพียงอย่างเดียวที่มีอยู่คืออุปกรณ์สำหรับการป้อนข้อมูลจากเทปพันช์หรือบัตรเจาะ และเครื่องพิมพ์แบบดั้งเดิม ในรูปแบบเอ็มบริโอ โหมดโต้ตอบได้รวมอยู่ในคอมพิวเตอร์ Whirlwind บางส่วน ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะในยุคนั้น ซึ่งสร้างขึ้นที่ MIT ในปี 1950 สมาชิกของสัมมนา Wiener มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการสร้างสรรค์ คอมพิวเตอร์เครื่องนี้เชื่อมต่อแป้นพิมพ์ตัวอักษรและตัวเลขเป็นครั้งแรก

ดังนั้น สององค์ประกอบที่ชัดเจนของไซเบอร์สเปซ - คอมพิวเตอร์เป็นวิธีการสื่อสารและโหมดโต้ตอบ - ได้รับการเลี้ยงดูในแหล่งกำเนิดของการสัมมนาที่นำโดย Wiener "เครื่องดนตรีทุกชนิดมีสายเลือดของตัวเอง"

แต่อีกกรณีหนึ่งก็มีความสำคัญไม่น้อยสำหรับประวัติศาสตร์อินเทอร์เน็ต งานสัมมนาของ Wiener กลายเป็นโรงเรียนที่ผู้สร้างเครือข่ายหลายคนได้ถือกำเนิดขึ้น หนึ่งในนั้นคือ John Licklider ซึ่งหลายปีต่อมาซึ่งทำงานในโครงการ ARPANet ได้กลายเป็นบุคคลสำคัญในโครงการเครือข่ายแรก

ในปีสุดท้ายของชีวิต Nobert Wiener เจาะลึกปัญหาทางปรัชญาและจริยธรรม ซึ่งสะท้อนให้เห็นในหนังสือเล่มล่าสุดของเขา "God and Golem" และเขาเป็นผู้เขียนบันทึกความทรงจำสองเรื่อง "ฉันเป็นนักคณิตศาสตร์" และ "เด็กในอดีต" มหัศจรรย์”

เมื่อตระหนักถึงความสำคัญของช่วงเวลาแห่งการก่อตัวของเทคโนโลยีสารสนเทศ ควรสังเกตว่าไซเบอร์เนติกส์ไม่ใช่แค่อดีตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนาคตด้วย ความหมายประการหนึ่งของคำภาษากรีก kebernetes ซึ่งเป็นที่มาของชื่อคือผู้ถือหางเสือเรือ น่าแปลกที่ระบบไซเบอร์เนติกส์ที่สร้างขึ้นเกือบทั้งหมดเป็นเวลาหลายปีได้รับการจัดการโดยไม่มี "คนถือหางเสือเรือ" เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทิศทางใหม่ปรากฏขึ้น - ไซเบอร์เนติกส์อันดับสอง มันแตกต่างจากคลาสสิกตรงที่รวมผู้สังเกตการณ์ที่เป็นมนุษย์ไว้ในลูปควบคุม ซึ่งแต่เดิมใช้เครื่องจักรล้วนๆ

ไซเบอร์เนติกส์เป็นศาสตร์แห่งกฎทั่วไปของกระบวนการควบคุมและการส่งข้อมูลในระบบต่างๆ นี่คือการพูดโดยทั่วไป แต่คนทั่วไปเข้าใจไซเบอร์เนติกส์ว่าทำงานร่วมกับระบบข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสข้อมูลบางอย่างลงในโครงสร้างบางอย่าง ตัวอย่างเช่น การสร้างหุ่นยนต์ไม่สามารถทำได้หากไม่มีไซเบอร์เนติกส์ ที่จริงแล้ว หุ่นยนต์เกิดขึ้นจากไซเบอร์เนติกส์ เช่น ดาวศุกร์จากโฟมทะเล โดยส่วนใหญ่แล้วไซเบอร์เนติกส์เป็นอนุพันธ์ของวิทยาการคอมพิวเตอร์ ซึ่งในทางกลับกัน ก็เป็นศาสตร์แห่งการสร้างและจัดระเบียบระบบสารสนเทศด้วย ปัจจุบัน ไซเบอร์เนติกส์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกด้านของชีวิตมนุษย์ ตั้งแต่การเมืองและเศรษฐศาสตร์ไปจนถึงการเขียนโปรแกรมในระดับพันธุกรรม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างอวัยวะเทียมจำนวนมากจนสามารถประกอบสิ่งมีชีวิตเทียมทั้งหมดจากอวัยวะเหล่านั้นได้ แน่นอนว่านี่เป็นเรื่องตลกและมีการพัฒนาอวัยวะเทียมเพื่อจุดประสงค์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง โดยเฉพาะเพื่อศึกษาการทำงานและปฏิสัมพันธ์กับสารต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น แต่ถ้าทุกอย่างชัดเจนไม่มากก็น้อยด้วยอวัยวะ "ทั้งหมด" การติดตามงานก็ไม่ใช่เรื่องง่าย สาเหตุหลักมาจากการที่เซนเซอร์วางภายในเซลล์ได้ค่อนข้างยากโดยไม่ทำลายเซนเซอร์ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์จากฮาร์วาร์ดได้ค้นพบวิธีหลีกเลี่ยงข้อจำกัดนี้ นั่นก็คือการปลูกเซลล์ที่จะมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ในขั้นต้น

ข้อเสนอแนะในไซเบอร์เนติกส์คือการมีอยู่ของวงจรในสภาวะที่ไม่เปลี่ยนแปลง [ ] ส่วนหนึ่งของเครื่อง และคำสั่งแบบมีเงื่อนไขในส่วนตัวแปร - ] เสียงตอบรับทำให้มันแตกต่าง ปืนกลที่มีส่วนร่วมในการทดลองทางวิทยาศาสตร์บางประเภทหรือนำไปใช้ในทางปฏิบัติ

YouTube สารานุกรม

1 / 3

คณะวิทยาการจัดการ. ไซเบอร์เนติกส์ โดย Norbert Wiener

อัลกอริธึมการควบคุม

การออกแบบอนาคต (ฉบับ World Lecture Tour)

คำบรรยาย

แนวคิดเรื่องผลตอบรับ

อาจกล่าวได้ว่าแนวคิดเรื่องผลตอบรับได้กำหนดทิศทางของศาสตร์แห่งไซเบอร์เนติกส์ ความจำเป็นในการใช้ผลป้อนกลับเกิดขึ้นเมื่อข้อจำกัดในการแก้ปัญหาแบบไม่เชิงเส้นประเภทต่างๆ ชัดเจน และเพื่อแก้ปัญหาเหล่านั้น นอร์เบิร์ต วีเนอร์ได้เสนอแนวทางการแก้ปัญหาแบบพิเศษ ควรสังเกตว่าก่อนหน้านี้ปัญหาดังกล่าวได้รับการแก้ไขโดยวิธีการวิเคราะห์เท่านั้น ในหนังสือของเขา “ปัญหาไม่เชิงเส้นในทฤษฎีกระบวนการสุ่ม” วีเนอร์ฉันพยายามนำเสนอแนวทางนี้ ซึ่งต่อมาได้รับการพัฒนาและส่งผลให้เกิดวิทยาศาสตร์ทั้งหมด - ไซเบอร์เนติกส์.

พื้นฐานของแนวทางนี้คือการตั้งค่าการทดลองต่อไปนี้ งานวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้นคือการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของพหุนามบางส่วนโดยการหาค่าเฉลี่ยของพารามิเตอร์ของสัญญาณอินพุต หากต้องการตั้งค่าการทดสอบ คุณต้องมีกล่องดำที่แสดงถึงระบบไม่เชิงเส้นที่ยังไม่ได้วิเคราะห์ นอกจากนั้น ยังมีกล่องสีขาว - บางส่วนของโครงสร้างที่รู้จักซึ่งเป็นตัวแทนของสมาชิกต่าง ๆ ของส่วนขยายที่ต้องการ เสียงสุ่มเดียวกันนี้จะถูกนำเข้าไปในกล่องดำและในกล่องสีขาวที่กำหนด

จำเป็นต้องมีอุปกรณ์คูณที่จะหาผลคูณของเอาต์พุตของกล่องขาวดำและอุปกรณ์หาค่าเฉลี่ยซึ่งอาจขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าความต่างศักย์ของตัวเก็บประจุนั้นเป็นสัดส่วนกับประจุของมันดังนั้น บูรณาการทันเวลาจากกระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ

เป็นไปได้ที่ไม่เพียงแต่จะกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของกล่องสีขาวแต่ละกล่องทีละรายการซึ่งเป็นคำที่เทียบเท่ากับกล่องดำ แต่ยังกำหนดค่าทั้งหมดพร้อมกันได้อีกด้วย เป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของวงจรที่เหมาะสม ข้อเสนอแนะทำให้กล่องสีขาวแต่ละกล่องปรับระดับโดยอัตโนมัติตามค่าสัมประสิทธิ์ของกล่องสีขาวนั้นในการสลายตัวของกล่องดำ สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถสร้างกล่องสีขาวที่ซับซ้อนซึ่งเมื่อเชื่อมต่อกับกล่องดำอย่างเหมาะสมและรับสัญญาณอินพุตแบบสุ่มเดียวกัน จะกลายเป็นกล่องดำที่ทำงานเทียบเท่ากับกล่องดำโดยอัตโนมัติ แม้ว่าโครงสร้างภายในของมันอาจแตกต่างกันมากก็ตาม

ต้องขอบคุณประโยชน์นี้ในการทดลอง โดยที่กล่องสีขาวเชื่อมต่อกันด้วยการป้อนกลับกับกล่องดำ ซึ่งเมื่อกำหนดค่าแล้ว จะทำให้สามารถค้นหาข้อมูลที่อยู่ในกล่องดำได้ ก็เป็นไปได้ที่จะพูดคุยเกี่ยวกับไซเบอร์เนติกส์ในฐานะ ศาสตร์. ซึ่งทำให้สามารถพูดคุยเกี่ยวกับแนวคิดผลตอบรับในระดับที่ชัดเจนและเป็นทางการมากขึ้น แนวคิดเรื่องผลตอบรับเป็นที่รู้จักมานานแล้วในด้านเทคโนโลยีและชีววิทยา แต่ก็มีลักษณะเป็นคำอธิบาย ในไซเบอร์เนติกส์ ข้อมูลป้อนกลับทำให้สามารถระบุประเภทพิเศษของระบบ และเพื่อจำแนกระบบที่กำลังศึกษา ขึ้นอยู่กับประเภทของระบบนั้น

ไซเบอร์เนติกส์เป็นศาสตร์แห่งกฎทั่วไปของกระบวนการควบคุมและการถ่ายโอนข้อมูลในเครื่องจักร สิ่งมีชีวิต และความสัมพันธ์ของพวกมัน ไซเบอร์เนติกส์เป็นพื้นฐานทางทฤษฎี

หลักการพื้นฐานของไซเบอร์เนติกส์ถูกกำหนดขึ้นในปี 1948 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Norbert Wiener ในหนังสือ “ไซเบอร์เนติกส์หรือการควบคุมและการสื่อสารในเครื่องจักรและสิ่งมีชีวิต”

ในด้านหนึ่งการเกิดขึ้นของไซเบอร์เนติกส์นั้นเกิดจากความต้องการของการปฏิบัติซึ่งทำให้เกิดงานสร้างอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติที่ซับซ้อนและในทางกลับกันเพื่อการพัฒนาสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่ศึกษากระบวนการควบคุมทางกายภาพต่างๆ สาขาต่างๆ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการสร้างทฤษฎีทั่วไปของกระบวนการเหล่านี้

วิทยาศาสตร์ดังกล่าว ได้แก่ ทฤษฎีระบบควบคุมและติดตามอัตโนมัติ ทฤษฎีคอมพิวเตอร์ควบคุมด้วยโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์ ทฤษฎีทางสถิติของการส่งข้อความ ทฤษฎีเกมและวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด ฯลฯ รวมถึงวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ซับซ้อนที่ศึกษา กระบวนการควบคุมในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ( การนวดกดจุด พันธุศาสตร์ ฯลฯ )

ต่างจากวิทยาศาสตร์เหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการเฉพาะ ไซเบอร์เนติกส์ศึกษาสิ่งที่เหมือนกันในกระบวนการควบคุมทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงลักษณะทางกายภาพของกระบวนการเหล่านั้น และตั้งเป้าหมายในการสร้างทฤษฎีที่เป็นหนึ่งเดียวของกระบวนการเหล่านี้

กระบวนการจัดการใด ๆ มีลักษณะดังนี้:

การมีอยู่ของระบบที่จัดระเบียบประกอบด้วยฝ่ายบริหารและฝ่ายบริหาร (ผู้บริหาร)

ปฏิสัมพันธ์ของระบบที่จัดนี้กับสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งเป็นที่มาของการรบกวนแบบสุ่มหรือเป็นระบบ

การดำเนินการควบคุมตามการรับและการส่งข้อมูล

การมีเป้าหมายและอัลกอริธึมการควบคุม

การศึกษาปัญหาการเกิดขึ้นตามธรรมชาติของระบบควบคุมที่เหมาะสมของธรรมชาติที่มีชีวิตเป็นงานสำคัญของไซเบอร์เนติกส์ ซึ่งจะทำให้สามารถเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นเหตุเป็นผลและความได้เปรียบในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตได้ดียิ่งขึ้น

งานของไซเบอร์เนติกส์ยังรวมถึงการศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างอย่างเป็นระบบและหลักการทางกายภาพต่าง ๆ ของการทำงานของระบบควบคุมจากมุมมองของความสามารถในการรับรู้และประมวลผลข้อมูล

ในวิธีการของมัน ไซเบอร์เนติกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่หลากหลายอย่างกว้างขวาง ตลอดจนวิธีการเปรียบเทียบในการศึกษากระบวนการควบคุมต่างๆ

สาขาหลักของไซเบอร์เนติกส์สามารถแยกแยะได้:

ทฤษฎีสารสนเทศ

ทฤษฎีวิธีการควบคุม (การเขียนโปรแกรม)

ทฤษฎีระบบควบคุม

ทฤษฎีสารสนเทศศึกษาวิธีการรับรู้ การเปลี่ยนแปลง และการถ่ายทอดข้อมูล ข้อมูลถูกส่งโดยใช้สัญญาณ - กระบวนการทางกายภาพซึ่งพารามิเตอร์บางตัวสอดคล้องกับข้อมูลที่ส่งอย่างชัดเจน การสร้างการติดต่อดังกล่าวเรียกว่าการเข้ารหัส

แนวคิดหลักของทฤษฎีสารสนเทศคือการวัดปริมาณข้อมูล ซึ่งกำหนดเป็นการเปลี่ยนแปลงในระดับความไม่แน่นอนในความคาดหวังของเหตุการณ์บางอย่างที่กล่าวถึงในข้อความก่อนและหลังได้รับข้อความ การวัดนี้ช่วยให้คุณวัดปริมาณข้อมูลในข้อความได้ เช่นเดียวกับในวิชาฟิสิกส์ที่คุณวัดปริมาณพลังงานหรือปริมาณของสาร ความหมายและคุณค่าของข้อมูลที่ส่งสำหรับผู้รับจะไม่ถูกนำมาพิจารณา

ทฤษฎีการเขียนโปรแกรมมีส่วนร่วมในการศึกษาและพัฒนาวิธีการประมวลผลและใช้ข้อมูลเพื่อการจัดการ การเขียนโปรแกรมการทำงานของระบบควบคุมโดยทั่วไปประกอบด้วย:

การกำหนดอัลกอริธึมในการค้นหาวิธีแก้ปัญหา

การรวบรวมโปรแกรมในโค้ดที่รับรู้โดยระบบที่กำหนด

การค้นหาวิธีแก้ปัญหาอยู่ที่การประมวลผลข้อมูลอินพุตที่กำหนดให้เป็นข้อมูลเอาต์พุตที่สอดคล้องกัน (คำสั่งควบคุม) เพื่อให้มั่นใจว่าจะบรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้ ดำเนินการบนพื้นฐานของวิธีการทางคณิตศาสตร์บางอย่างซึ่งนำเสนอในรูปแบบของอัลกอริทึม วิธีที่มีการพัฒนามากที่สุดคือวิธีการทางคณิตศาสตร์ในการกำหนดวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด เช่น การโปรแกรมเชิงเส้นและการเขียนโปรแกรมไดนามิก รวมถึงวิธีการพัฒนาวิธีแก้ปัญหาทางสถิติในทฤษฎีเกม

ทฤษฎีอัลกอริธึมใช้ในไซเบอร์เนติกส์ศึกษาวิธีการอย่างเป็นทางการในการอธิบายกระบวนการประมวลผลข้อมูลในรูปแบบของโครงร่างทางคณิตศาสตร์ที่มีเงื่อนไข - อัลกอริธึม สถานที่หลักที่นี่คือคำถามเกี่ยวกับการสร้างอัลกอริทึมสำหรับกระบวนการต่างๆ และคำถามเกี่ยวกับการแปลงอัลกอริธึมที่เหมือนกัน (เทียบเท่า)

ภารกิจหลักของทฤษฎีการเขียนโปรแกรมคือการพัฒนาวิธีการสำหรับกระบวนการประมวลผลข้อมูลอัตโนมัติบนเครื่องที่ควบคุมด้วยโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์ บทบาทหลักที่นี่คือคำถามเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมอัตโนมัติ เช่น คำถามเกี่ยวกับการคอมไพล์โปรแกรมเพื่อแก้ไขปัญหาต่าง ๆ บนเครื่องที่ใช้เครื่องเหล่านี้

จากมุมมองของการวิเคราะห์เปรียบเทียบของกระบวนการประมวลผลข้อมูลในระบบต่างๆ ที่จัดระเบียบตามธรรมชาติและเทียม ไซเบอร์เนติกส์ระบุคลาสหลักของกระบวนการดังต่อไปนี้:

การคิดและการสะท้อนกลับของสิ่งมีชีวิต

การเปลี่ยนแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างวิวัฒนาการของสายพันธุ์ทางชีววิทยา

การประมวลผลข้อมูลในระบบอัตโนมัติ

การประมวลผลข้อมูลในระบบเศรษฐกิจและการบริหาร

การประมวลผลข้อมูลในกระบวนการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์

การชี้แจงกฎหมายทั่วไปของกระบวนการเหล่านี้เป็นหนึ่งในภารกิจหลักของไซเบอร์เนติกส์

ทฤษฎีระบบควบคุมศึกษาโครงสร้างและหลักการของการสร้างระบบดังกล่าวและการเชื่อมต่อกับระบบที่ได้รับการจัดการและสภาพแวดล้อมภายนอก โดยทั่วไประบบควบคุมสามารถเรียกได้ว่าเป็นวัตถุทางกายภาพใด ๆ ที่ดำเนินการประมวลผลข้อมูลโดยมีจุดประสงค์ (ระบบประสาทของสัตว์ ระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน ฯลฯ )

ไซเบอร์เนติกส์ศึกษาระบบควบคุมเชิงนามธรรม นำเสนอในรูปแบบของโครงร่างทางคณิตศาสตร์ (แบบจำลอง) ที่เก็บคุณสมบัติข้อมูลของคลาสที่สอดคล้องกันของระบบจริง ภายในกรอบของไซเบอร์เนติกส์ วินัยทางคณิตศาสตร์พิเศษเกิดขึ้น - ทฤษฎีออโตมาตะซึ่งศึกษาระบบประมวลผลข้อมูลแบบแยกประเภทพิเศษที่มีองค์ประกอบจำนวนมากและจำลองการทำงานของโครงข่ายประสาทเทียม

ความสำคัญทางทฤษฎีและการปฏิบัติอย่างยิ่งคือการอธิบายบนพื้นฐานของกลไกการคิดและโครงสร้างของสมองซึ่งให้ความสามารถในการรับรู้และประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลในอวัยวะที่มีปริมาตรน้อยโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความน่าเชื่อถือสูง

ไซเบอร์เนติกส์ระบุหลักการทั่วไปสองประการสำหรับการสร้างระบบควบคุม: การตอบสนองและการควบคุมแบบหลายขั้นตอน (ลำดับชั้น) หลักการป้อนกลับช่วยให้ระบบควบคุมคำนึงถึงสถานะที่แท้จริงของอวัยวะควบคุมทั้งหมดและอิทธิพลที่แท้จริงของสภาพแวดล้อมภายนอกอย่างต่อเนื่อง วงจรควบคุมแบบหลายขั้นตอนช่วยให้มั่นใจได้ถึงความคุ้มค่าและความเสถียรของระบบควบคุม

ไซเบอร์เนติกส์และกระบวนการอัตโนมัติ

ระบบอัตโนมัติที่ครอบคลุมโดยใช้หลักการของระบบการปรับตัวเองและการเรียนรู้ด้วยตนเอง ทำให้สามารถบรรลุโหมดการควบคุมที่ได้เปรียบที่สุด ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน ข้อกำหนดเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับระบบอัตโนมัติดังกล่าวคือการมีคำอธิบายทางคณิตศาสตร์โดยละเอียดสำหรับกระบวนการผลิตที่กำหนด (แบบจำลองทางคณิตศาสตร์) ซึ่งป้อนลงในคอมพิวเตอร์ที่ควบคุมกระบวนการในรูปแบบของโปรแกรมสำหรับการดำเนินงาน

เครื่องนี้รับข้อมูลเกี่ยวกับความคืบหน้าของกระบวนการจากอุปกรณ์ตรวจวัดและเซ็นเซอร์ต่างๆ และเครื่องจะคำนวณความคืบหน้าเพิ่มเติมภายใต้คำสั่งควบคุมบางอย่างตามแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีอยู่

หากการสร้างแบบจำลองและการพยากรณ์ดำเนินการเร็วกว่ากระบวนการจริงมาก ก็สามารถเลือกโหมดการควบคุมที่ได้เปรียบที่สุดได้โดยการคำนวณและเปรียบเทียบตัวเลือกจำนวนหนึ่ง การประเมินและการเลือกตัวเลือกสามารถดำเนินการได้โดยใช้ตัวเครื่องจักรเอง โดยอัตโนมัติทั้งหมด หรือด้วยความช่วยเหลือจากผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์ บทบาทที่สำคัญในกรณีนี้คือปัญหาของการมีเพศสัมพันธ์ที่เหมาะสมระหว่างผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์กับเครื่องจักรควบคุม

สิ่งที่สำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่งคือแนวทางแบบครบวงจรที่พัฒนาโดยไซเบอร์เนติกส์เพื่อการวิเคราะห์และคำอธิบาย (อัลกอริทึม) ของกระบวนการต่างๆ ในการจัดการและประมวลผลข้อมูลโดยการแบ่งกระบวนการเหล่านี้ตามลำดับเป็นการกระทำเบื้องต้นที่แสดงถึงทางเลือกอื่น (“ใช่” หรือ “ไม่ใช่”)

การประยุกต์ใช้วิธีนี้อย่างเป็นระบบทำให้สามารถกำหนดกระบวนการทางจิตที่ซับซ้อนมากขึ้นได้อย่างเป็นทางการซึ่งเป็นขั้นตอนแรกที่จำเป็นสำหรับระบบอัตโนมัติที่ตามมา ปัญหาของการประสานข้อมูลระหว่างเครื่องจักรกับมนุษย์ เช่น ปฏิสัมพันธ์โดยตรงระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรสารสนเทศในกระบวนการสร้างสรรค์เมื่อแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์ มีแนวโน้มที่ดีในการเพิ่มประสิทธิภาพของงานทางวิทยาศาสตร์

ศาสตร์แห่งการจัดการระบบเทคนิค วิธีการและแนวคิดของไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคเริ่มแรกเติบโตแบบคู่ขนานและเป็นอิสระในสาขาวิชาทางเทคนิคเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารและการควบคุม - ในระบบอัตโนมัติ, วิทยุอิเล็กทรอนิกส์, การควบคุมทางไกล, เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ฯลฯ เนื่องจากความเหมือนกันของปัญหาหลักของทฤษฎีและวิธีการแก้ไข เห็นได้ชัดว่าบทบัญญัติของไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคซึ่งเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีแบบครบวงจรสำหรับทุกด้านของเทคโนโลยีการสื่อสารและการควบคุม

ไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิค เช่นเดียวกับไซเบอร์เนติกส์โดยทั่วไป ศึกษากระบวนการควบคุมโดยไม่คำนึงถึงลักษณะทางกายภาพของระบบที่กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้น งานหลักของไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคคือการสังเคราะห์อัลกอริธึมการควบคุมที่มีประสิทธิผลเพื่อกำหนดโครงสร้าง คุณลักษณะ และพารามิเตอร์อัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพหมายถึงกฎสำหรับการประมวลผลข้อมูลอินพุตเป็นสัญญาณควบคุมเอาต์พุตที่ประสบความสำเร็จในแง่หนึ่ง

ไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด แต่ไม่เหมือนกัน เนื่องจากไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคไม่ได้คำนึงถึงการออกแบบอุปกรณ์เฉพาะ ไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคยังเชื่อมโยงกับด้านอื่นๆ ของไซเบอร์เนติกส์ด้วย ตัวอย่างเช่น ข้อมูลที่ได้รับจากวิทยาศาสตร์ชีวภาพช่วยอำนวยความสะดวกในการพัฒนาหลักการควบคุมใหม่ รวมถึงหลักการในการสร้างออโตมาตาประเภทใหม่ที่จำลองการทำงานที่ซับซ้อนของกิจกรรมทางจิตของมนุษย์

ไซเบอร์เนติกส์เชิงเทคนิคซึ่งเกิดขึ้นจากความต้องการของการปฏิบัติโดยใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันเป็นหนึ่งในสาขาไซเบอร์เนติกส์ที่ได้รับการพัฒนามากที่สุด ดังนั้นความก้าวหน้าของไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคมีส่วนอย่างมากต่อการพัฒนาสาขา ทิศทาง และส่วนอื่นๆ ของไซเบอร์เนติกส์

ครองตำแหน่งสำคัญในด้านเทคนิคไซเบอร์เนติกส์ ทฤษฎีอัลกอริธึมที่เหมาะสมที่สุดหรือซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกันคือทฤษฎีของกลยุทธ์การควบคุมอัตโนมัติที่เหมาะสมที่สุดซึ่งให้เกณฑ์การปรับให้เหมาะสมที่สุดบางประการ

ในกรณีที่แตกต่างกัน เกณฑ์การปรับให้เหมาะสมอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในกรณีหนึ่งอาจต้องใช้ความเร็วสูงสุดของกระบวนการชั่วคราวในอีกกรณีหนึ่ง - การแพร่กระจายค่าขั้นต่ำของปริมาณที่แน่นอน ฯลฯ อย่างไรก็ตามมีวิธีการทั่วไปในการกำหนดและแก้ไขปัญหาที่หลากหลายในเรื่องนี้ ใจดี.

จากการแก้ปัญหาจะมีการกำหนดอัลกอริธึมการควบคุมที่เหมาะสมที่สุดในระบบอัตโนมัติหรืออัลกอริธึมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการรับรู้สัญญาณกับพื้นหลังของเสียงรบกวนในตัวรับของระบบสื่อสาร ฯลฯ

ทิศทางที่สำคัญอีกประการหนึ่งในด้านเทคนิคไซเบอร์เนติกส์คือการพัฒนาทฤษฎีและหลักการทำงานของระบบที่มีการปรับตัวอัตโนมัติซึ่งประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของระบบหรือชิ้นส่วนโดยเจตนาเพื่อให้มั่นใจถึงความสำเร็จที่เพิ่มขึ้นของการกระทำ ในพื้นที่นี้พวกเขามีความสำคัญอย่างยิ่ง ระบบเพิ่มประสิทธิภาพอัตโนมัติซึ่งนำโดยการค้นหาอัตโนมัติไปยังโหมดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดและคงไว้ใกล้กับโหมดนี้ภายใต้อิทธิพลภายนอกที่ไม่คาดคิด

ทิศทางที่สามคือการพัฒนา ทฤษฎีระบบควบคุมที่ซับซ้อนประกอบด้วยองค์ประกอบจำนวนมาก รวมถึงการเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและการทำงานในสภาวะที่ยากลำบาก

ทฤษฎีสารสนเทศและทฤษฎีอัลกอริธึมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเทคนิคไซเบอร์เนติกส์โดยเฉพาะ ทฤษฎีเครื่องกลสถานะจำกัด.

ทฤษฎีเครื่องจักรสถานะจำกัดเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์เครื่องจักรตามเงื่อนไขการทำงานที่กำหนด รวมถึงการแก้ปัญหา "กล่องดำ" - กำหนดโครงสร้างภายในที่เป็นไปได้ของเครื่องโดยพิจารณาจากผลการศึกษาอินพุตและเอาท์พุตของมัน เช่นเดียวกับอื่น ๆ ปัญหาต่างๆ เช่น คำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของเครื่องจักรบางประเภท

ระบบควบคุมใด ๆ เชื่อมโยงกับบุคคลที่ออกแบบ ตั้งค่า ตรวจสอบ จัดการงาน และใช้ผลลัพธ์ของระบบเพื่อวัตถุประสงค์ของตนเองไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์กับอุปกรณ์อัตโนมัติที่ซับซ้อนและการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้น

การแก้ปัญหาเหล่านี้มีความจำเป็นเพื่อบรรเทาระบบประสาทของมนุษย์จากความเครียดและการทำงานประจำ และเพื่อให้มั่นใจว่าระบบ "คน-เครื่องจักร" ทั้งหมดจะมีประสิทธิภาพสูงสุด งานที่สำคัญที่สุดของไซเบอร์เนติกส์ทางเทคนิคคือการสร้างแบบจำลองกิจกรรมทางจิตของมนุษย์ในรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยมีเป้าหมายในการแทนที่มนุษย์ด้วยออโตมาตะเมื่อเป็นไปได้และสมเหตุสมผล ดังนั้นในด้านเทคนิคไซเบอร์เนติกส์ ทฤษฎีและหลักการสำหรับการสร้างระบบการเรียนรู้ประเภทต่างๆ จึงได้รับการพัฒนา ซึ่งโดยจุดประสงค์ในการฝึกอบรมหรือการศึกษา จะเปลี่ยนอัลกอริธึมของพวกเขาอย่างตั้งใจ

ไซเบอร์เนติกส์ของระบบไฟฟ้ากำลัง- การประยุกต์ทางวิทยาศาสตร์ของไซเบอร์เนติกส์ในการแก้ปัญหาการควบคุม การควบคุมรูปแบบ และการระบุลักษณะทางเทคนิคและเศรษฐกิจระหว่างการออกแบบและการดำเนินงาน

องค์ประกอบแต่ละส่วนของระบบพลังงานไฟฟ้าซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันมีการเชื่อมต่อภายในที่ลึกมากซึ่งไม่อนุญาตให้แบ่งระบบออกเป็นส่วนประกอบอิสระและเปลี่ยนปัจจัยที่มีอิทธิพลทีละตัวเมื่อกำหนดลักษณะของระบบ ตามวิธีการวิจัย ระบบพลังงานไฟฟ้าควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นระบบไซเบอร์เนติกส์ เนื่องจากมีการใช้วิธีทั่วไปในการวิจัย ได้แก่ ทฤษฎีความคล้ายคลึง การสร้างแบบจำลองทางกายภาพ คณิตศาสตร์ ดิจิตอล และตรรกะ