Современная бионика во многом связана с разработкой  новых материалов, которые копируют природные. Тот же кевлар (уже упоминавшийся  выше) появился благодаря совместной работе биологов-генетиков и инженеров, специалистов по материалам. В настоящее  время некоторые ученые пытаются найти аналоги органов человеческого  тела, чтобы создать, например, искусственное  ухо (оно уже поступило в продажу  в США) или искусственный глаз (в стадии разработки).

      2.3. В инженерии

      Кибернетика в инженерии используется, чтобы  проанализировать отказы систем, в  которых маленькие ошибки и недостатки могут привести к сбою всей системы.

2.3.1. Нейрокомпьютинг

      Нейрокомпьютеры - это системы, в которых алгоритм решения задачи представлен логической сетью элементов частного вида - нейронов с полным отказом от булевских  элементов типа И, ИЛИ, НЕ. Как следствие  этого введены специфические  связи между элементами, которые  являются предметом отдельного рассмотрения. В отличие от классических методов  решения задач нейрокомпьютеры  реализуют алгоритмы решения  задач, представленные в виде нейронных  сетей. Это ограничение позволяет  разрабатывать алгоритмы, потенциально более параллельные, чем любая  другая их физическая реализация. Нейрокомпьютер - это вычислительная система с  архитектурой MSIMD, в которой реализованы  два принципиальных технических  решения: упрощен до уровня нейрона  процессорный элемент однородной структуры  и резко усложнены связи между  элементами; программирование вычислительной структуры перенесено на изменение  весовых связей между процессорными  элементами. Общее определение нейрокомпьютера  может быть представлено в следующем  виде. Нейрокомпьютер - это вычислительная система с архитектурой аппаратного  и программного обеспечения, адекватной выполнению алгоритмов, представленных в нейросетевом логическом базисе.

      Каждый  нейрон получает сигналы от соседних нейронов по специальным нервным  волокнам. Эти сигналы могут быть возбуждающими или тормозящими. Их сумма составляет электрический  потенциал внутри тела нейрона. Когда  потенциал превышает некоторый  порог, нейрон переходит в возбужденное состояние и посылает сигнал по выходному  нервному волокну. Отдельные искусственные  нейроны соединяются друг с другом различными методами. Это позволяет  создавать разнообразные нейронные  сети с различной архитектурой, правилами  обучения и возможностями. Термин “искусственные нейронные сети” у многих ассоциируется  с фантазиями об андроидах и бунте  роботов, о машинах, заменяющих и  имитирующих человека. Это впечатление  усиливают многие разработчики нейросистем, рассуждая о том, как в недалеком  будущем, роботы начнут осваивать различные  виды деятельности, просто наблюдая за человеком. Если переключиться на уровень  повседневной работы, то нейронные  сети это всего-навсего сети, состоящие  из связанных между собой простых  элементов формальных нейронов. Большая  часть работ по нейроинформатике посвящена переносу различных алгоритмов решения задач на такие сети. В  основу концепции положена идея о  том, что нейроны можно моделировать довольно простыми автоматами, а вся  сложность мозга, гибкость его функционирования и другие важнейшие качества определяются связями между нейронами. Каждая связь представляется как совсем простой элемент, служащий для передачи сигнала. Коротко эту мысль можно  выразить так: “структура связей все, свойства элементов ничто”. Совокупность идей и научно-техническое направление, определяемое описанным представлением о мозге, называется коннекционизмом (connection связь). С реальным мозгом все  это соотносится примерно так  же, как карикатура или шарж со своим  прототипом. Важно не буквальное соответствие оригиналу, а продуктивность технической  идеи.

      С коннекционизмом тесно связан следующий  блок идей:

• однородность системы (элементы одинаковы и чрезвычайно просты, все определяется структурой связей);
• надежные системы из ненадежных элементов и “аналоговый ренессанс” использование простых аналоговых элементов;
• “голографические” системы при разрушении случайно выбранной части система сохраняет свои свойства.

      Предполагается, что широкие возможности систем связей компенсируют бедность выбора элементов, их ненадежность и возможные  разрушения части связей. Для описания алгоритмов и устройств в нейроинформатике выработана специальная “схемотехника”, в которой элементарные устройства (сумматоры, синапсы, нейроны и т.п.) объединяются в сети, предназначенные для решения задач. Для многих начинающих кажется неожиданным, что ни в аппаратной реализации нейронных сетей, ни в профессиональном программном обеспечении эти элементы вовсе не обязательно реализуются как отдельные части или блоки. Используемая в нейроинформатике идеальная схемотехника представляет собой особый язык описания нейронных сетей и их обучения. При программной и аппаратной реализации выполненные на этом языке описания переводятся на более подходящие языки другого уровня.

2. Техническая

      Техническая кибернетика - это конструирование  и эксплуатация технических средств, применяемая в управляющих и  вычислительных устройствах. Одна из главных  проблем здесь - это проблема «человек-машина», т.е. изучение автоматических систем управления (АСУ), где обязательно принимает  участие человек-оператор. Здесь  она пересекается с инженерной психологией. Основные проблемы, стоящие перед  технической кибернетикой, - это  распознавание образов, создание читающих автоматов, анализ ситуаций, характеризующих  технический процесс, разработка диагностических  устройств.

      2.4. В экономике и социологии

1. Экономическая кибернетика

        Слово «кибернетика» как название науки об управлении и информации в научный обиход ввел Норберт Винер. Экономическая кибернетика же, как одно из научных направлений кибернетики — занимается приложением идей и методов кибернетики к экономическим системам. В расширенном смысле под словами экономическая кибернетика понимают область науки, возникшую на стыке математики и кибернетики с экономикой, включая математическое программирование, исследование операций, экономико-математические модели, эконометрику и математическую экономику. Экономическая кибернетека рассматривает экономику, а также её структурные и функциональные части как сложные системы, в которых протекают процессы регулирования и управления, реализуемые движением и преобразованием информации.

      Главными  элементами экономической кибернетики  являются:

• Системный анализ.
• Сложные системы, иерархические системы, иерархия моделей.
• Управление в иерархических системах.
• Согласование целей в иерархических системах. Графы целей.
• Информация и энтропия.
• Оптимизация потоков информации в задачах управления
• Контроль и управление в организационных системах
• Задачи классификации.
• Комплексная оценка системы и оценки подсистем. Интегральные оценки.
• Кибернетические модели социальных и экономических систем

2.4.2. Социальная кибернетика

      Социальная  кибернетика - наука, в которой используются методы и средства кибернетики в  целях исследования и организации  процессов управления в социальных системах. Необходимо, однако, учитывать, что социальная кибернетика, изучающая  закономерности управления обществом  в количественном аспекте, не может  стать всеобъемлющей наукой об управлении обществом, характеризующимся в  значительной мере неформализуемыми явлениями  и процессами.

      В связи с этим наибольшие практические успехи в современных условиях могут  быть достигнуты в результате применения кибернетики в области управления экономикой, производственной деятельностью  как важнейшими основами развития общества. Среди социальных подсистем именно экономика характеризуется наиболее развитой системой количественных показателей  и соотношений. Сферой экономической  кибернетики являются проблемы оптимизации  управления народным хозяйством в целом, его отдельными отраслями, экономическими районами, промышленными комплексами, предприятиями и т. д.

      Глава 3. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетики

      Впервые термин кибернетика предположительно был употреблён Платоном в смысле искусства управления кораблём или  колесницей.

             Кибернетика  - наука об общих  закономерностях процессов управления  и передачи информации в технических,  биологических и социальных системах. Она сравнительно молода. Её основателем  является американский математик  Н. Винер (1894-1964), выпустивший в  1948 году книгу    Кибернетика,  или управление их связь в  животном и машине  . Своё название  новая наука получила от древнегреческого  слова    кибернетес  , что  в переводе означает    управляющий  ,    рулевой  ,    кормчий  . Она возникла на стыке математики, теории информации, техники и  нейрофизиологии, ее интересовал  широкий класс как живых, так  и неживых систем.

             Со сложными системами управления  человек имел дело задолго  до кибернетики (управление людьми, машинами  наблюдал регуляционные  процессы у живых организмов  и т.д.). Но кибернетика выделила  общие закономерности управления  в различных процессах и системах, а не их специфику. В    докибернетический   период знания  об управлении и организации  носили    локальный   характер, т. е. в отдельных областях. Так, еще в 1843 г. польский мыслитель Б. Трентовский опубликовал малоизвестную в настоящее время книгу    Отношении философии к кибернетике как искусству управления народом. В своей книге    Опыт философских наук   в 1834 году известный физик Ампер дал классификацию наук, среди которых третьей по счету стоит кибернетика - наука о текущей политике и практическом управлении государством (обществом).

             Эволюция представления об управлении  происходила в форме накопления, суммирования отдельных данных. Кибернетика рассматривает проблемы  управления уж ком фундаменте, вводя в науку новые теоретические    заделы  , новый понятийный, категориальный  аппарат. В общую кибернетику  обычно включают теорию информации  теорию алгоритмов, теорию игр  и теорию автоматов, техническую  кибернетику.

      ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА  - отрасль науки, изучающая  технические системы управления. Важнейшие направления исследований разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств  и комплексов для передачи, переработки  и хранения информации.

             К основным задачам кибернетики  относятся:

1. установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей
2. выявление ограничений, свойственных управляемым системам. и установление их происхождения
3. нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы
4. определение путей практического использования установленных фактов и найденных закономерностей.

                Кибернетический   подход к  системам характеризуется рядом  понятий. Основные понятия кибернетики:  управление, управляющая система,  управляемая система, организация,  обратная связь, алгоритм, модель, оптимизация, сигнал и др. Для  систем любой природы понятие    управление   можно определить  следующим образом: управление  - это воздействие на объект, выбранное  на основании имеющейся для  этого информации из множества  возможных воздействий, улучшающее  его функционирование или развитие. У управляемых систем всегда  существует некоторое множество  возможных изменений, из которого  производится выбор предпочтительного  изменения. Если у системы нет  выбора, то не может быть и  речи об управлении.

             Есть существенная разница между  работой дачника, орудующего лопатой,  и манипуляциями регулировщика  -    гибэдэдэшника   на  перекрестке улиц. Первый оказывает  на орудие силовое воздействие,  второй  - управляет движением  автомобилей. Управление  - это  вызов изменений в системе  или перевод системы из одного  состояния в другое в соответствии  с объективно существующей или  выбранной целью.

             Управлять  - это и предвидеть  те изменения, которые произойдут  в системе после подачи управляющего  воздействия (сигнала, несущего  информацию). Всякая система управления  рассматривается как единство  управляющей системы (субъекта  управления) и управляемой системы  - объекта управления. Управление  системой или объектом всегда  происходит в какой-то внешней  среде. Поведение любой управляемой  системы всегда изучается с  учетом ее связей с окружающей  средой. Поскольку все объекты,  явления и процессы взаимосвязаны  и влияют друг на друга, то, выделяя какой-либо объект, необходимо  учитывать влияние среды на  этот объект и наоборот. Свойством  управляемости может обладать  не любая система. Необходимым  условием наличия в системе  хотя бы потенциальных возможностей  управления является ее организованность.

             Чтобы управление могло функционировать,  то есть целенаправленно изменять  объект, оно должно содержать  четыре необходимых элемента:

1. Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта.
2. Канал воздействия на объект.
3. Цель управления.
4. Способ (алгоритм, правило) управления, указывающий, каким образом можно достичь поставленной цели, располагая информацией о состоянии среды и объекта.

             Понятие пели, целенаправленности. Основатель кибернетики Н. Винер  писал, что    действие или  поведение допускает истолкование  как направленность на достижение  некоторой цели, т. е. некоторого  конечного состояния, при котором  объект вступает в определенную  связь в пространстве и во  времени с некоторым другим  объектом или событием   (Кибернетика.  М., 1968. С. 288). Цель определяется как  внешней средой, так и внутренними  потребностями субъекта управления. Цель должна быть принципиально  достижимой, она должна соответствовать  реальной ситуации и возможностям  системы (управляющей и управляемой). За счет управляющих воздействий  управляемая система может целенаправленно  изменять свое поведение. Целенаправленность  управления биологических управляемых  систем сформирована в процессе  эволюционного развития живой  природы. Она означает стремление  организмов к их выживанию  и размножению. Целенаправленность  искусственных управляемых систем  определяется их разработчиками  и пользователями.