Биокибернетика что изучает: works.doklad.ru

Содержание

Кибернетик — это что за ученый?

Кибернетик — это специалист, который занимается изучением управления информационными процессами в системах, а также механизмами ее передачи там. Кибернетика возникла на стыке большого количества наук. Она имеет свои связи с огромным количеством всевозможных дисциплин: психологией, социологией, биологией, информатикой и так далее. Можно сказать, что кибернетика — это наука, которая изучает управляющие системы.

Немного о системах

Система — это упорядоченная совокупность элементов, между которыми происходит какое-то взаимодействие и которая направлена на реализацию определенной задачи. Основное правило систем — это то, что ни одна из них не является банальной совокупностью всех элементов. В качестве примера можно привести любую систему. Если бы компьютер был банальной совокупностью деталей, он бы просто не работал.

Кибернетик — это специалист, который изучает и компьютер в том числе. Также в сферу его научных интересов входят задачи, которые компьютером выполняются. Исходя из того, насколько это эффективно, оцениваются возможности для совершенствования определенной системы. Компьютер является управляемой системой. Это означает, что она может изменяться под воздействием человека. Есть и неуправляемые системы, например Вселенная. Она не входит в сферу интересов кибернетиков по той причине, что не может управляться людьми.

Чем занимаются кибернетики?

Кибернетик — это ученый, который занимается целым спектром разнообразных исследований:

Искусственный интеллект.
Человеческий организм.
Сложные информационные системы, такие как компьютеры и их сети.

Кибернетика делится на множество разнообразных отраслей, которые базируются на связях между определенными научными дисциплинами. Например, есть психологичная кибернетика, экономическая или техническая. В общем, существует целый спектр отраслей, на которые распространяется кибернетика. Это очень распространённая наука, которая используется везде. Давайте более детально разберемся с ветками данной дисциплины.

Психологическая кибернетика

Психологическая кибернетика — это отрасль, предмет которой во многом схож с общей психологией, а также нейрофизиологией. Но это уже другой разговор. Данная отрасль изучает взаимодействие между разными анализаторными системами и обменом информации внутри человеческого мозга. Также данная наука занимается построением реалистичных моделей определённых психических функций. Давайте рассмотрим более детально их, чтобы было немного понятнее:

Мышление. Каждый человек по-своему мыслит. По своей природе данный психический процесс является способом отражения окружающей действительности человеческой психикой, которое выражается в суждениях, умозаключениях и понятиях. Каждый человек имеет свой стиль мышления, специфичный конкретно для него. Поэтому можно говорить о том, что данный стиль имеет определенные характеристики, смоделировать которые и пытаются кибернетики.
Память. Не все человек может запомнить, равно как и механизм запоминания у каждого человека индивидуальный. При этом кибернетики стараются выделить какие-то общие свойства и построить на их основе реалистичные модели, которые помогут психологам более эффективно взаимодействовать с человеком.
Ощущение — это отражение действительности, которое основано на непосредственном воздействии отдельных частей окружающей действительности на наши органы чувств. Для того чтобы человек мог что-то ощущать, ему нужно перед этим переработать информацию. И данные механизмы переработки изучаются психологической кибернетикой.

Естественно, это не все сферы, которые входят в круг интересов психологической кибернетики. Но и этих достаточно для того, чтобы раскрыть данную отрасль.

Экономическая кибернетика

Также достаточно часто экономические вопросы изучает кибернетика. Значение слова «экономическая кибернетика» такое: данная сфера старается использовать открытие кибернетиков по отношению к разнообразным экономическим системам. Поскольку последние являются в целом управляемыми, то рассматриваемая дисциплина имеет к ним непосредственное отношение.

Если брать более расширенное определение, то экономическая кибернетика — это наука, которая была образована на стыке целых трех наук: математики, экономики и непосредственно кибернетики. И этим она ценна.

Выводы

Мы разобрались, что такое кибернетика. Значение этого слова стало нам понятно. И это прекрасно. Не нужно теперь думать, что означает слово «кибернетика», так как некоторые люди, возможно, даже решили посвятить данной науке свою жизнь после прочтения этой статьи. Хочется на это надеяться. Ученый-кибернетик может считаться универсальным специалистом в любой сфере. Ведь большая часть областей нашей жизни базируется на управляемых системах, которые входят в сферу изучения этой науки. Поскольку она становится с каждым днем все популярнее, то можно смело говорить: за искусственным интеллектом — будущее. Кибернетик — это настоящий универсал. Этим он и ценен.

1.3. Кибернетика. Феномен науки [Кибернетический подход к эволюции]

1.3. Кибернетика

Анализ эволюции в кибернетический период, вскрытие законов, по которым происходит усложнение организации живых существ этого периода — мы будем для краткости называть их «кибернетическими животными», — требует введения некоторых фундаментальных понятий и законов кибернетики.

Сам термин «кибернетика« ввел, как известно, Норберт Винер, определив его описательно как учение о связях и управлении в живом организме и машине. Чтобы более точно дать определение кибернетики, как и всякой научной дисциплины, мы должны ввести ее основные понятия. Собственно говоря, ввести основные понятия — это и значит уже определить данную науку, ибо остается только добавить: описание мира с помощью этой вот системы понятий и есть данная конкретная наука.

В основе кибернетики лежит прежде всего понятие системы как некоторого материального объекта, состоящего из других объектов, называемых подсистемами данной системы. Подсистема некоторой системы, в свою очередь, может рассматриваться как система, состоящая из подсистем. Поэтому, если быть точным, смысл введенного нами понятия заключается не в термине «система» самом по себе, т. е. не в приписывании некоторому объекту свойства «быть системой», что довольно бессодержательно, ибо каждый объект может считаться системой, а в связи между терминами «система» и «подсистема», отражающей определенное отношение объектов.

Второе важнейшее понятие кибернетики — понятие состояния системы (подсистемы). Подобно тому как понятие системы непосредственно опирается на нашу пространственную интуицию, понятие состояния непосредственно опирается на нашу интуицию времени, и его невозможно определить иначе, как сославшись на опыт. Когда мы видим, что объект в чем-то изменился, мы говорим, что он перешел в другое состояние. Как и понятие системы, понятие состояния является скрытым отношением — отношением между двумя моментами времени. Если бы мир был неподвижным, понятие состояния не могло бы возникнуть, и в тех дисциплинах, где мир рассматривается статически, например, в геометрии, понятие состояния отсутствует.

Кибернетика изучает организацию систем в пространстве и времени, т. е. то, каким образом связаны подсистемы в систему и как влияет изменение состояния одних подсистем на состояние других подсистем. Основной упор делается, конечно, на организацию во времени, которая в случае, когда она целенаправленна, называется управлением. Причины связи между состояниями системы и вытекающие отсюда особенности ее поведения во времени часто называют заимствованным из физики термином динамика системы. Этот термин в применении к кибернетике неудачен, так как, говоря о динамике системы, мы склонны рассматривать ее как нечто целое, в то время как в кибернетике главным является исследование воздействия друг на друга подсистем, образующих данную систему. Поэтому мы предпочитаем говорить об организации во времени, употребляя термин динамическое описание только тогда, когда его нужно противопоставить статическому описанию, учитывающему лишь пространственные отношения между подсистемами.

Кибернетическое описание может иметь различный уровень детализации. Одну и ту же систему можно описывать либо в общих чертах, разбив ее на несколько крупных подсистем, «блоков», либо более детально, описав строение и внутренние связи каждого блока. Но так или иначе кибернетическое описание всегда имеет какой-то конечный уровень, глубже которого оно не распространяется. Подсистемы этого уровня рассматриваются как элементарные, не разложимые на составные части. Реальная физическая природа элементарных подсистем кибернетика не интересует, ему важно только, как они связаны между собой. Два физических объекта могут радикально отличаться друг от друга по своей природе, но если на каком-то уровне кибернетического описания они организованы из подсистем одинаково (с учетом динамического аспекта!), то с точки зрения кибернетики их можно считать — на данном уровне описания — тождественными. Поэтому одни и те же кибернетические соображения могут быть применимы к таким разным объектам, как радиотехническая схема, программа для вычислительной машины или нервная система животного.

Информатика и кибернетика (Информационные технологии в экономике) [Реферат №4807]

Содержание:

Введение

Современное поколение является свидетелем стремительного развития науки и техники. За последние триста лет человечество прошло путь от простейших паровых машин до мощных атомных электростанций, овладело сверхзвуковыми скоростями полета, поставило себе на службу энергию рек, создало огромные океанские корабли и гигантские землеройные машины, заменяющие труд десятков тысяч землекопов. Запуском первого искусственного спутника Земли и полетом первого человека в космос наша страна проложила путь к освоению космического пространства.

Однако современный уровень развития радиоэлектроники позволяет ставить и разрешать задачи создания новых устройств, которые освободили бы человека от необходимости следить за производственным процессом и управлять им, т. е. заменили бы собой оператора, диспетчера. Появился новый класс машин — управляющие машины, которые могут выполнять самые разнообразные и часто весьма сложные задачи управления производственными процессами, движением транспорта и т. д. Создание управляющих машин позволяет перейти от автоматизации отдельных станков и агрегатов к комплексной автоматизации конвейеров, цехов, целых заводов.

Вычислительная техника используется не только для управления технологическими процессами и решения многочисленных трудоемких научно-теоретических и конструкторских вычислительных задач, но и в сфере управления народным хозяйством, экономики и планирования.

Кибернетика

Кибернетика – это наука об управлении. Через управляющий орган проходят информационные потоки. Другое дело – объекты управления, через которые преимущественно проходят материальные потоки. Информация для кибернетики играет роль своего рода средства, которым обеспечивается управление. Все люди, занятые в сфере управления, имеют дело только с информацией.

Процесс управления – это информационный процесс, который включает в себя сбор информации, ее переработку и анализ, принятие решений, выработку управляющих воздействий и их доведение до объектов управления.

Со своей стороны, информатика в общей сложности – наука о том, как автоматизировать обработку информации. Как получать информацию, хранить, передавать, преобразовывать. Здесь информация – центральное понятие, объект изучения. Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более широко. Для кибернетики же центральным понятием является – управление.

Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и без нее немыслима. Компьютерные технологии играют для информатики роль средства обработки информации.

Кибернетика развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами. Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров (Рис.1)

Рис.1

Однако современная кибернетика также активно использует все достижения компьютерной техники. Сей факт также как информация связывает кибернетику с информатикой. Однако каждая из наук делает акцент на разных направлениях компьютерных технологий.

В свою очередь, результаты развития компьютерной науки охватывают все больше сфер деятельности людей, внедряются во все большее количество отраслей.

Можно сказать, что кибернетика и информатика различаются в расстановке акцентов. Если в информатике важны свойства информации и аппаратно-программные средствах ее обработки, то в кибернетике акцент сделан на разработке концепций и построении моделей управления.

Предмет кибернетики ее методы и цели

Кибернетика как наука об управлении имеет очевидно объектом своего изучения управляющие системы. Для того чтобы в системе могли протекать процессы управления она должна обладать определенной степенью сложности. С другой стороны, осуществление процессов управления в системе имеет смысл только в том случае, если эта система изменяется, движется, т. е. если речь идет о динамической системе. Поэтому можно уточнить, что объектом изучения кибернетики являются сложные динамические системы. К сложным динамическим системам относятся и живые организмы (животные и растения), и социально-экономические комплексы (организованные группы людей, бригады, подразделения, пред приятия, отрасли промышленности, государства), и технические агрегаты (поточные линии, транспортные средства, системы агрегатов).

Однако, рассматривая сложные динамические системы, кибернетика не ставит перед собой задач всестороннего изучения ид функционирования. Хотя кибернетика и изучает общие закономерности управляющих систем, их конкретные физические особенности находятся вне поля ее зрения. Так, при исследовании с позиций кибернетической науки такой сложной динамической системы, как мощная электростанция, мы не сосредоточиваем внимания непосредственно на вопросе о коэффициенте ее полезного действия, габаритах генераторов, физических процессах генерирования энергии и т. д. Рассматривая работу сложного электронного автомата, мы не интересуемся, на основе каких элементов (электромеханические реле, ламповые или транзисторные триггеры, ферритовые сердечники, полупроводниковые интегральные схемы) функционируют его арифметические и логические устройства, память и др. Нас интересует, какие логические функции выполняют эти устройства, как они участвуют в процессах управления. Изучая, наконец, с кибернетической точки зрения работу некоторого социального коллектива, мы не вникаем в биофизические и биохимические процессы, происходящие внутри организма индивидуумов, образующих этот коллектив.

Изучением всех перечисленных вопросов занимаются механика, электротехника, физика, химия, биология. Предмет кибернетики составляют только те стороны функционирования систем, которыми определяется протекание в них процессов управления, т. е. процессов сбора, обработки, хранения информации и ее использования для целей управления. Однако когда те или иные частные физико-химические процессы начинают существенно влиять на процессы управления системой, кибернетика должна включать их в сферу своего исследования, но не всестороннего, а именно с позиций их воздействия на процессы управления. Таким образом, предметом изучения кибернетики являются процессы управления в сложных динамических системах.

Всеобщим методом познания, в равной степени применимым к исследованию всех явлений природы и общественной жизни, служит материалистическая диалектика. Однако, кроме общефилософского метода, в различных областях науки применяется большое количество специальных методов.

До недавнего времени в биологических и социально-экономических науках современные математические методы применялись в весьма ограниченных масштабах. Только последние десятилетия характеризуются значительным расширением использования в этих областях теории вероятностей и математической статистики, математической логики и теории алгоритмов, теории множеств и теории графов, теории игр и исследования операций, корреляционного анализа, математического программирования и других математических методов. Теория и практика кибернетики непосредственно базируются на применении математических методов при описаний и исследовании систем и процессов управления, на построении адекватных им математических моделей и решении этих моделей на быстродействующих ЭВМ. Таким образом, одним из основных методов кибернетики является метод математического моделирования систем и процессов управления.

К основным методологическим принципам кибернетики относился применение системного и функционального подхода при описании и исследовании сложных систем. Системный подход исходя из представлений об определенной целостности системы выражается в комплексном ее изучении с позиций системного анализа, т.е. анализа проблем и объектов как совокупности взаимосвязанных элементов.

Функциональный анализ имеет своей целью выявление и изучение функциональных последствий тех или иных явлений или событий для исследуемого объекта. Соответственно функциональный подход предполагает учет результатов функционального анализа при исследовании и синтезе систем управления.

Основная цель кибернетики как науки об управлении — добиваться построения на основе изучения структур и механизмов управления таких систем, такой организации их работы, такого взаимодействия элементов внутри этих систем и такого взаимодействия с внешней средой, чтобы результаты функционирования этих систем были наилучшими, т. е. приводили бы наиболее быстро к заданной цели функционирования при минимальных затратах тех или иных ресурсов (сырья, энергии, человеческого труда, машинного времени горючего и т. д.). Все это можно определить кратко термином «оптимизация». Таким образом, основной целью кибернетики является оптимизация систем управления.

Информатика

Информатика – это наука, которая изучает все основные состояния информации: её появление, передачу, хранение и т.д. Это одна из самых молодых наук, которая появилась относительно недавно, однако успела хорошо развиться. Ученые считают, что информатика для науки сыграла очень важную роль: количество данных постоянно увеличивается, что дает нам больше возможностей для анализа. Благодаря информатике появилась возможность искать информацию, обрабатывать и делиться ею с окружающими.

Информатика возникла в середине прошлого века. В ХХ веке количество информации начало резко увеличиваться, поэтому нужно было успевать её обрабатывать. Появились первые электронные устройства, которые существенно облегчили работу людей, благодаря техническому росту появилась возможность мгновенной обработки информации.

Информатика состоит из двух основных понятий – информация и автоматика. Это означает, что данная наука позволяет без участия человека совершать все операции с информацией. Сейчас сложно представит обычную жизнь человека без информатики, поскольку она используется везде. Взять, к примеру, заводы, школы сельские хозяйства, магазины и т.д. В любой сфере общественности ежедневно обрабатывается куча различной информации.

Информатика имеет свой алгоритм. Для каждой сферы человеческой деятельности создается отдельная программа, которая собирает всю информацию, делает её анализ, и в будущем выполняет необходимые действия. Благодаря данной науке мы получаем новые знания в той или иной сфере.

Какие задачи ставит пред собой информатика?

Создание новых способов обработки информации на основе полученных данных;

Использование компьютерной техники во всех предприятиях и прочих отраслях;

Создание новой вычислительной техники;

Исследование всех основных процессов информации и создание новых на их основе.

3 основных направления информатики

Информатика как наука делится на три отрасли:

1. Теоретическая информатика. Изучает все процессы поиска и анализа информации, изучает способы общения человека с техническими машинами.

2. Техническая информатика. Данные этап – это создание новых компьютерных машин, роботов и т.д. для облегчения работы и автоматизации процессов в народном хозяйстве.

3. Прикладная информатика. Предназначена для создания новых баз, теоретических основ и рациональных методов.

Еще одно простое определение, что такое информатика – это специальная наука, которая помогает нам обрабатывать информацию в автоматическом режиме. Наука относительно молодая, на данный момент активно развивается.

Заключение

Подводя итог, поставим вопрос: к каким выводам, относящимся к информатике-кибернетике будущего и ее влиянию на нашу жизнь, он нас подводит?

Кибернетика, а потом синтетическая информатика-кибернетика прошла путь становления и развития, глубоко отличный от путей «обычных», «классических» наук. Ее идеи, формальный аппарат и технические решения вызревали и развивались в рамках разных научных дисциплин, в каждой по-особому; на определенных этапах динамики научного знания между ними перекидывались мосты, приводившие к концептуально-методологическим синтезам. Идеи управления и информации — как и весь связанный с ними арсенал понятий и методов — были подняты до уровня общенаучных представлений.

Кибернетика явилась первым комплексным научным направлением, общность которого столь велика, что приближает его к философскому видению мира. Неудивительно, что вслед за ней «двинулся» системный подход, глобальное моделирование, синергетика и некоторые другие столь же широкие интеллектуальные и технологические концепции. Конечно, информационно-кибернетический подход не подменяет ни методологию, ни гносеологию.

Но он очень важен для более глубокой разработки ряда существенных аспектов философского мышления.

Я думаю, что интегративно-синтетическая и генерализующе-обобщающая функция кибернетики-информатики будет возрастать — по мере того, как будут множиться успехи в учете человеческого фактора, выступающего и как важнейшая компонента сложных систем, и как объект исследования.

Литература

1.Информатика как наука:https://www.yaklass.ru/materialimode=cht&chtid=452

2. Информаика :значение https://linchakin.com/словарь/и/информатика/

3.Кибернетика: https://powercoup.by/poleznaya-informatsiya/kibernetika

4.Кибернетика: https://bigenc.ru/mathematics/text/2062556

Кафедра 805 «Математическая кибернетика»

Заведующий кафедрой
Пантелеев Андрей Владимирович, профессор, доктор физико-математических наук.

Кафедра «Математическая кибернетика» в составе института «Компьютерные науки и прикладная математика» осуществляет подготовку:

Математическая кибернетика — наука об управлении, связи и переработке информации.

Математическая кибернетика изучает методы хранения, передачи и переработки информации, способы ее кодирования, методы оптимизации, управления и принятия решений.

Задачи математической кибернетики:

Математическая теория управляющих систем, включая:

Моделирование управляющих систем, в том числе в технике, экономике, естествознании;

Теория оптимального управления;

Кибернетические вопросы теории алгоритмов. Теория автоматов;

Вопросы надежности и контроля управляющих систем;

Вопросы криптографии;

Математическая теория информации;

Исследование операций, включая:

Теория полезности и принятия решений;

Теория игр;

Математическое программирование;

Теория экономико-математических моделей;

Теория математических машин и программирование, включая:

Языки и системы программирования. Web-технологии и телекоммуникационные технологии;

Параллельное программирование;

Хранение, поиск и обработка информации. Базы данных;

Анализ больших данных;

Машинное обучение;

Математические проблемы искусственного интеллекта, включая:

Интеллектуальные системы;

Математическое описание и моделирование нейронов; Нейронные сети;

Компьютерная лингвистика;

Распознавание образов

и т. д.

Кафедра «Математическая кибернетика» обеспечивает преподавание базовых математических дисциплин студентам института «Информационные технологии и прикладная математика», таких как:

линейная алгебра и аналитическая геометрия; алгебра и геометрия;

дискретная математика; математическая логика и теория графов;

методы оптимизации;

теория управления;

исследование операций.

Также кафедра осуществляет математическую подготовку по инженерным, экономическим и гуманитарным направлениям подготовки.

Для поддержки учебного процесса кафедра располагает двумя компьютерными классами, оборудованными современной вычислительной и презентационной техникой. Компьютеры для работы студентов имеют выход в интернет и внутреннюю сеть МАИ с обеспечением доступа к Электронной информационно-образовательной среде вуза. В компьютерных классах студенты выполняют лабораторные работы, а также работают самостоятельно над изучением дисциплин, читаемых кафедрой.

На кафедре работает аспирантура для подготовки кандидатов физико-математических наук по направленностям:

05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации»;

05.13.11 «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»;

05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ».

Сайт кафедры

определение биокибернетики по Медицинскому словарю

WerynSski, «Электростатическая микроинкапсуляция живых клеток», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», том Ирина, «Носимая робототехника нижних конечностей: обзор», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», том Струмилло, «Оценка спектральных параметров сердечного ритма в реальном времени». изменчивость», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», том Хассан Бхуйян, «Автоматическая оценка сна с использованием статистических признаков в области EMD и ансамблевых методов», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», том.Садеги, «Сравнение эффективности различных методов выделения признаков при обнаружении P300», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», том Ротвелл, «Транскраниальная магнитная стимуляция: двадцать лет стимуляции двигательной коры человека в норме и при болезни», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», т. Лин и др., «Оценка биосовместимости покрытия гидроксиапатит-CaTi[O3] in vivo», «Биокибернетика и биомедицинская инженерия», т. Калина, «Методы классификации многомерных генетических данных», «Биокибернетика». и биомедицинская инженерия, том.(1) Университетский медицинский центр Любляны, Клинический институт медицины труда, дорожного движения и спортивной медицины, Любляна, Словения; (2) Кафедра автоматизации, биокибернетики и робототехники, Институт Йозефа Стефана, Любляна, Словения; (3) Люблянский университет, факультет спорта, Любляна, Словения; (4) Факультет математики, естественных наук и информационных технологий Приморского университета, Копер, Словения. Джонсон представляет новые области биокибернетики, изучение аппаратных и программных систем жизни, и биосемиоз, который изучает биологические системы, состоящие из двух независимых миров, связанных обычные правила кодекса.Биокибернетика и биомедицинская инженерия,>> Биокибернетика и биомедицинская инженерия, vol.Caldwell Новая роботизированная система экзоскелета для реабилитации рук. От концепции до прототипирования» Биокибернетика и биомедицинская инженерия 34(2):7989 2014.

Такшанский центр биокибернетики (TCBC) ⋆ Такшинский институт

Необходимые файлы cookie помогают сделать веб-сайт удобным для использования, обеспечивая основные функции, такие как навигация по страницам и доступ к безопасным областям веб-сайта.Веб-сайт не может функционировать должным образом без этих файлов cookie.