Masalah kemampuan manusia selalu membangkitkan minat yang tulus di antara semua orang. Dari manakah datangnya orang yang mampu dan tidak mampu, orang yang berbakat dan tidak berbakat? Mengapa tidak setiap anak ajaib menjadi jenius, tapi jenius di segala bidang aktifitas manusia sangat langka? Siapa yang tidak menanyakan pertanyaan serupa pada diri mereka sendiri? Namun jika sebelumnya pertanyaan-pertanyaan tersebut tidak melampaui rasa ingin tahu dan tidak terlalu perlu dipecahkan, kini masalah kemampuan berkembang menjadi masalah yang besar. masalah sosial. Mengapa?

Percepatan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah umat manusia, pertumbuhan pengetahuan kita tentang dunia yang seperti longsoran salju dan kebutuhan untuk menguasainya telah menimbulkan sejumlah tugas sulit bagi para guru dan psikolog. Sekolah di semua tingkatan – dasar, menengah, dan tinggi – tertinggal dalam hal ini dari tuntutan kehidupan, dan ketertinggalan tersebut tidak hanya cenderung tidak berkurang, namun semakin mengalami kemajuan.

Jelas bagi siapa pun yang mengetahui keadaan di sekolah bahwa tidak mungkin untuk mengimbangi keterlambatan ini dengan menambah durasi pelatihan atau dengan mengisi kembali program dengan materi baru. Durasi sekolah telah mencapai batas ekstrim yang, meskipun demikian, masih dapat dianggap masuk akal, dan bukan suatu kebetulan bahwa angka tersebut telah dipertahankan pada tingkat ini selama lebih dari satu dekade. Upaya kedua sedang dilakukan untuk memperkenalkan kelas sebelas ke sekolah. Pertanyaan kelebihan beban program sekolah tidak meninggalkan agenda kita selama bertahun-tahun dan sangat terasa, jika saja hari kerja seorang anak sekolah di sekolah menengah melebihi lamanya hari kerja orang dewasa yang dijamin oleh Konstitusi dan tidak hanya mengancam fisik, tetapi juga ancaman terhadap kesehatan fisik. juga kesehatan mental anak-anak kita. Jika kita memiliki kriteria obyektif untuk mengukur kesehatan, kita pasti sudah membicarakan hal ini sejak lama dan dengan lebih cemas daripada sekarang.

Benar, ada cara lain - perbaikan radikal proses pendidikan di sekolah - kombinasi pembelajaran dengan pekerjaan produktif, ketika bekerja dan belajar akan memiliki hak yang sama dan anak-anak akan beristirahat selama setengah hari dari pembelajaran buku yang monoton dan tidak wajar dan dengan demikian menjaga kesegaran dan kemudahan persepsi anak-anak dan tingkat yang tinggi pembangunan. Namun saat ini, tampaknya, tidak akan segera tiba, karena reformasi sekolah tahun 1984 memberikan alokasi bahkan tidak untuk bekerja, tetapi hanya untuk pelatihan kerja pada sebagian kecil waktu pendidikan (10-15%).

Langkah-langkah lain, seperti pelatihan terprogram dan transisi ke program baru (yang ternyata jauh dari sempurna), tidak memenuhi harapan. Tentu saja semua ini merupakan langkah maju, namun langkah tersebut tidak sebanding dengan pesatnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.



Persoalan ini semakin rumit karena fakta bahwa ilmu pengetahuan masih jauh dari habis oleh kumpulan pengetahuan yang terus berkembang. Ternyata pengetahuan yang luas saja tidak lagi cukup untuk persiapan yang matang pekerja modern di bidang ilmu pengetahuan, teknologi dan produksi. Kita membutuhkan lebih banyak lagi, tidak hanya berpengetahuan, tetapi juga mampu aktivitas kreatif orang-orang, spesialis berkualifikasi tinggi potensi kreatif. Bukan rata-rata atau pun lulusan sekolah belum diarahkan pada seleksi dan pelatihan yang sesuai. Dari mana mendapatkannya? Sayangnya, para guru dan psikolog tidak terburu-buru untuk menyelesaikan masalah ini. Tapi hidup tidak menunggu.

Dan sekarang para matematikawan, sibernetika, dan setelah mereka fisikawan dan kimiawan telah mendirikan sekolah khusus dan mencari siswa yang mampu untuk mereka. Sebuah tugas yang panjang dan sulit. Bakat, seperti berlian, sekarang cukup langka, dan tidak mudah untuk dipoles, tetapi untuk saat ini hanya ini satu-satunya kesempatan.

Masalah kreativitas Kini dunia sudah menjadi sangat dekat dengan para pekerja ilmu pengetahuan dan teknologi, namun tidak diragukan lagi, dunia ini akan segera menjadi lebih maju dari banyak orang lainnya. Dan jika kita mempertimbangkan fakta bahwa “masa hidup” pengetahuan semakin pendek, bahwa pengetahuan mulai menua semakin cepat dan membutuhkan “pembaruan” yang terus-menerus, bahwa di depan mata kita beberapa profesi sedang sekarat dan profesi-profesi lain sedang lahir, bahwa pangsa kerja mental dan aktivitas kreatif orang-orang di hampir semua profesi memiliki kecenderungan untuk tumbuh, dan pertumbuhannya semakin cepat, artinya kemampuan kreatif seseorang harus diakui sebagai bagian terpenting dari kecerdasannya dan tugas pengembangannya adalah salah satu dari tugas terpenting dalam mendidik manusia masa depan.

Mungkin saja semua hal di atas sudah familiar dan dapat dimengerti oleh orang-orang yang mengikuti kekhawatiran kita pemikiran sosial, tapi saya ingin kekhawatiran ditambahkan ke kekhawatiran; dengan satu atau lain cara bertujuan untuk memecahkan masalah. Tidak hanya negara yang tertarik dengan solusinya: hampir setiap guru dan orang tua tertarik dengan pengembangan kemampuan anak, termasuk kemampuan kreatif.

Namun di sini, dalam perjalanan untuk memecahkan masalah, di antara hambatan-hambatan lainnya, ada satu hambatan yang sangat signifikan - hipotesis modern tentang kemampuan. Mengapa dia menjadi penghalang?

Dipandu oleh satu hipotesis atau lainnya, orang bertindak. dan tindakan-tindakan ini dalam beberapa kasus dapat membawa mereka lebih dekat ke tujuan, dan dalam kasus lain justru menjauhkan mereka dari tujuan, atau, seperti yang mereka katakan, “mereka akan dikekang untuk waktu yang lama” sampai fakta-fakta baru memaksa mereka untuk meninggalkan tujuan tersebut. hipotesis yang salah. Beberapa hipotesis menempatkan seseorang pada posisi aktif, memaksanya untuk mencari, mengeksplorasi, bereksperimen, yang lain, sebaliknya, mengatakan bahwa fenomena ini tidak tunduk pada kita, bahwa segala sesuatu atau hampir semuanya bergantung pada alam, pada keturunan.

Hipotesis semacam ini merupakan hipotesis kemampuan yang ada dalam psikologi dan pedagogi. Anda dapat memahami esensinya dari definisi tiga konsep utama: kemampuan, kecenderungan, dan bakat.

"KEMAMPUAN - karakteristik individu orang, yang menjadi sandaran keberhasilan melakukan jenis kegiatan tertentu... Kemampuan tidak diberikan oleh alam dalam bentuk yang sudah jadi... Kemampuan sangat penting untuk perkembangannya, namun pada akhirnya kemampuan hanya dapat terbentuk dalam kondisi tertentu kehidupan dan aktivitas..."

"DESAIN - karakteristik anatomi dan fisiologis bawaan, termasuk nilai tertinggi memiliki ciri-ciri sistem saraf dan proses yang terjadi di dalamnya. "Kecenderungan penting untuk pengembangan kemampuan." Definisi ini diberikan oleh "Kamus Pedagogis" (vol. 1, hal. 388). Dan "Ensiklopedia Pedagogis" (ed. 1966) secara langsung menyebutnya sebagai "prasyarat alami untuk pengembangan organisme," "organik dasar kemampuan" (vol. 2, hal. 62).

"KEBIJAKAN - (menurut definisi" Kamus pedagogis", vol. 11, hal. 35) - seperangkat kecenderungan alami sebagai salah satu syarat untuk pembentukan kemampuan", dan menurut definisi "Ensiklopedia Pedagogis" (vol. 3, hal. 186) - " level tinggi pengembangan kemampuan seseorang, memungkinkan dia mencapai keberhasilan khusus dalam bidang kegiatan tertentu.”

Kebingungan dalam definisi keberbakatan rupanya bukan suatu kebetulan: hal ini mencerminkan kerancuan yang sebenarnya ada dalam ilmu psikologi mengenai masalah kemampuan. Namun tetap saja, dari definisi-definisi tersebut terlihat bahwa syarat utama terbentuknya kemampuan adalah kecenderungan alamiah dan kondisi kehidupan serta aktivitas. Jika ada yang pertama dan kedua, maka kemampuan dapat terbentuk, tetapi jika setidaknya ada satu yang hilang, maka tidak akan terbentuk. Adanya kecenderungan pada diri seorang anak tidak dapat ditentukan dengan cara apapun. Apa yang bisa dilakukan orang tua? taman kanak-kanak dan sekolah? Rupanya, ciptakan kondisi yang kondusif bagi pengembangan kemampuan dan tunggu. Tunggu sampai kemampuan Anda mulai “terwujud”. Bagaimana jika mereka tidak “mewujud”? Artinya tidak ada kecenderungan atau Anda telah menciptakan kondisi yang tidak sesuai dengan kecenderungan yang dimiliki anak.

Cobalah untuk mencari tahu! Singkatnya, orang ditempatkan pada posisi pasif oleh hipotesis semacam itu.

Sekarang tentang inti dari pembuatan. “Jika konsep ini bersifat anatomis dan fisiologis, maka bagi seorang psikolog masuk akal hanya sebagai acuan pada suatu bidang yang tidak digelutinya.Pada saat yang sama, ini adalah asumsi bahwa karena ada kemampuan, maka sesuatu itu pasti ada sebelumnya. penampilan mereka. Ini adalah sesuatu dan ada prasyarat bawaan - kecenderungan. Pemahaman seperti itu tidak memberikan apa pun pada psikologi dan tidak memiliki dasar dalam data faktual," kata Anggota Akademi yang Terkait. ilmu pedagogi Profesor V.N. Myasishchev dan menambahkan: “Dalam banyak penelitian tentang fisiologi aktivitas saraf yang lebih tinggi seorang anak, tidak ada satu penelitian pun yang akan menimbulkan pertanyaan tentang karakteristik fisiologis yang terkait dengan konsep kemampuan” (saya garis bawahi .BN). Dengan kata lain, hipotesis kemampuan yang ada masih bersifat spekulatif.

DI DALAM waktu yang berbeda dari fakta yang berbeda berbagai asumsi pun lahir. Misalnya, diyakini bahwa kemampuan bergantung pada volume materi otak, karena pada banyak orang berbakat dan cemerlang, volume otak melebihi norma manusia biasa yaitu 1400 cm3 dan mencapai 1800 cm3 (untuk penulis I. S. Turgenev). Namun ada fakta di dekatnya ketika orang yang brilian memiliki otak seluas 1200 cm3 atau bahkan hidup dengan separuh otaknya, seperti Pasteur, yang setelah mengalami pendarahan otak hanya memiliki satu belahan otak yang berfungsi, dan hipotesis semacam itu tidak dapat menjelaskannya. Kemudian mereka beralih ke struktur sel-sel otak, terutama korteksnya, dan menemukan bahwa orang-orang cerdas kadang-kadang memiliki perbedaan dari struktur biasanya, namun perbedaan mana yang menentukan masih menjadi misteri.

Misalnya, ada anggapan bahwa anak pertama dalam sebuah keluarga adalah anak yang berbakat. Dan hipotesis ini mempunyai penganut sampai statistik datang untuk menyelamatkan. Dari 74 orang brilian dan berbakat yang terkenal di dunia, yang dari data biografinya dimungkinkan untuk menentukan jenis kelahirannya, hanya lima yang merupakan yang pertama - Milton, Leonardo da Vinci, G. Heine, Brahms, A. Rubinstein.

Dan Franklin adalah anak ke-17 dalam keluarganya,

Mendeleev - tanggal 17

Mechnikov - ke-16

Schubert - tanggal 13

Washington - ke-11

Sarah Bernhardt - ke-11

Carl Weber - ke-9

Napoleon - ke-8

Rubens - ke-7, dst.

Artinya, yang penting bukanlah anak seperti apa yang dilahirkan dalam keluarga tersebut, melainkan hal lain.

Hipotesis tentang pewarisan kemampuan terbukti sangat kuat. Banyaknya fakta yang kontradiktif tidak membingungkan para pendukungnya. Dalam lima generasi keluarga Bach, selain Johann Sebastian, terdapat 56 (menurut sumber lain - 15) musisi berbakat. Dan hal yang sama dapat diamati, meskipun pada tingkat yang lebih rendah, pada keluarga orang-orang berbakat lainnya. Namun ada fakta yang sangat bertolak belakang, misalnya keluarga Schumann. Dari 136 anggota keluarga ini dalam empat generasi, hanya ada satu musisi - Robert Schumann, istrinya Clara juga seorang pianis berbakat, tetapi tidak satu pun dari delapan anak mereka yang menjadi musisi. Mengapa? Mengapa hanya Lev Nikolaevich yang menjadi jenius di keluarga Tolstoy?

Sulit untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dan menjawabnya dengan meyakinkan. Oleh karena itu, hipotesis modern lebih memilih untuk mengabaikan pertanyaan-pertanyaan semacam itu secara diam-diam. Pada saat yang sama, harus diingat bahwa kemampuan adalah ciri-ciri yang stabil yang tidak banyak berubah sepanjang hidup seseorang. Jika seorang anak mengalami kesulitan dalam matematika di sekolah dasar, maka kualitas ini tetap ada padanya di semua kelas atas. Terlepas dari semua kerja keras, efisiensi, akurasi, dan keunggulan lainnya, Anda tidak dapat membuat siswa seperti itu mampu, kata para guru. Dan pada sebagian besar kasus, hal ini benar; pengecualian sangat jarang terjadi.

“Kecerdasan bawaan” bukan hanya cara para ilmuwan borjuis menjelaskan fenomena ini. "Bakat dan keberbakatan, misalnya dalam bekerja di bidang matematika, eksperimen fisik, merancang instrumen baru diberikan oleh alam dalam segala hal. Tidak ada kerja keras yang dapat menggantikan bakat alami ini," kata Akademisi A. Kolmogorov. Jika kita setuju dengan pernyataan ini, maka wajar jika kita berasumsi bahwa “bakat alami”, misalnya kegiatan ilmiah hanya dapat terjadi pada masyarakat yang telah lama keluar dari keadaan liar dan, oleh karena itu, telah memperolehnya perkembangan sejarah beberapa kualitas untuk kegiatan ilmiah. Tapi lalu bagaimana kita bisa menjelaskan fakta seperti ini: “Marie Ivoin, seorang gadis yang dibawa dari kedalaman hutan Amerika Tengah oleh ekspedisi Velar (pada usia beberapa bulan), berasal dari suku Guayaquil, yang paling terbelakang di seluruh dunia, tetapi di Prancis dia berubah menjadi wanita yang cerdas dan berbudaya - berprofesi sebagai ilmuwan."

Ahli genetika yang membuat tahun terakhir Penemuan-penemuan besar di bidang hereditas juga tidak disepakati secara bulat. S. Auerbach, profesor genetika di Universitas Edinburgh di Skotlandia, menyatakan: “Segala sesuatu yang benar mengenai sifat-sifat tubuh juga berlaku untuk sifat-sifat pikiran dan emosi. perkembangan mental, kemampuan khusus, kualitas pribadi - semua ini adalah hasil interaksi faktor genetik dan faktor lingkungan." Dan rektor Universitas Chicago, pemenang penghargaan Penghargaan Nobel George W. Beadle memisahkan warisan "biologis" dari "budaya". Kesenjangan antara manusia dan kerabat terdekatnya dari dunia hewan sangat besar... Sistem saraf pusat manusia, di bawah pengaruh lingkungan budaya, berkembang dengan cara yang sangat spesifik.

Otak kita, seperti otak spesies yang mendahului kita dan berkerabat dengan kita, mengandung “informasi bawaan” yang mengatur fungsi tubuh seperti pernapasan, sirkulasi darah, perilaku naluriah, dll. Namun, selain informasi ini, otak manusia, tidak seperti otak manusia. otak hewan mengandung sejumlah besar “informasi yang dirasakan”. warisan budaya... Berbeda dengan warisan biologis, warisan budaya yang diperoleh seseorang diperbarui pada setiap generasi baru. Oleh karena itu, manik-manik hanya menyisakan sedikit pada faktor keturunan dan sebagian besar pada pendidikan.

Ahli genetika kami N.P. Dubinin memisahkan “warisan biologis” dari “sosial” dengan lebih jelas. "Konten ideal (yaitu sosial) yang mengisi jiwa selama pembentukan kepribadian tidak tertulis dalam program genetik manusia. Otak memiliki kemampuan tak terbatas untuk memahami keserbagunaan. program sosial, memastikan kesiapan universal bayi baru lahir untuk terhubung bentuk publik pergerakan materi. Untuk mewujudkan potensi kolosal ini dengan baik adalah tugas pendidikan.”

Rumusan yang relatif rumit ini agaknya dijelaskan oleh rumusan kedua: “Tidak ada gen untuk kandungan spiritual, sifat-sifat seseorang jiwa manusia dibentuk melalui kegiatan sosial dan praktis masyarakat. Memahami hal ini membuka prospek yang sangat besar untuk pedagogi dan pembentukan manusia baru. Masih banyak yang belum dimanfaatkan di sini; ini menyangkut, khususnya, pengembangan kepribadian dalam usia dini(hingga dua tahun)."

Sayangnya, artikel N.P. Dubinin diterbitkan lebih lambat (pada tahun 1980) daripada “hipotesis kemampuan” yang dirumuskan, dan ini membuat semua pekerjaan pada masalah ini jauh lebih sulit dan rumit. Saya harus menyelesaikan semua masalah tanpa dukungan teoritis mendasar ini. Makanya pencariannya ribet, makanya banyak pertanyaan.

Bagaimana kita dapat menjelaskan rangkaian fakta ini dari sudut pandang hipotesis lama: seringkali anak-anak prasekolah dan anak sekolah menengah pertama memukau orang dewasa dengan manifestasi awal kemampuan kreatif. Namun tahun-tahun berlalu, anak-anak tumbuh besar, dan... mereka tidak berubah menjadi orang yang berbakat atau bahkan brilian. Kemana perginya kemampuan dan kecenderungan mereka? Mengapa, misalnya, sebagian besar anak-anak yang dibesarkan di panti asuhan dan panti asuhan mengalami keterlambatan perkembangan bicara dan kemudian berprestasi buruk di sekolah? Hal ini telah lama dicatat oleh para peneliti di banyak negara Eropa. Bukankah anak-anak ini sama seperti orang lain, dan tidak memiliki kecenderungan yang memungkinkan untuk mengembangkan kemampuan berbicara dan studi sekolah?

Kenapa masuk sekolah matematika Apakah sebagian besar siswa berasal dari beberapa sekolah “khusus” di wilayah Moskow yang memasuki Moskow melalui kompetisi setiap tahun?

Mengapa di antara pelajar Rusia sekitar sepertiganya tidak memiliki pendengaran terhadap musik, sedangkan di antara pelajar Vietnam, tidak ada yang mendengarkan musik?

Mengapa sebagian orang berpikir demikian ilmuwan di bidang matematika hanya dapat 1-2% anak laki-laki dan perempuan (akademisi A. Kolmogorov), dan lainnya - 60-80% (guru K. Skorokhod)?

Ada banyak pertanyaan serupa yang hipotesis kemampuan yang ada tidak dapat memberikan jawaban yang memuaskan.

Ahli cybernetic, neurofisiologi, dan psikiater Inggris Gray Walter lahir pada tahun 1910. Dia mulai membuat robot penyu, atau, sebagaimana penciptanya menyebutnya, machina speculatrix, pada tahun 1948 dan terus bereksperimen dengannya hingga tahun 1951. Itu adalah kereta mekanis yang dapat bergerak menuju atau menjauhi cahaya, serta mencapai sumber pengisian baterai, menghindari berbagai rintangan. Mereka dijuluki penyu karena kelambanan dan penampilannya. Tidak seperti kebanyakan robot pada tahun-tahun itu, yang bergerak sesuai dengan pola yang telah ditentukan, “kura-kura” Gray Walter dapat merespons perubahan lingkungan eksternal.

Bapak sibernetika, Norbert Wiener, menggambarkan robot Gray Walter sebagai berikut:

“Setelah memperhatikan, pada waktu yang hampir bersamaan dengan saya, analogi antara masukan di dalam mobil dan sistem saraf manusia, Walter mulai merancang mekanisme yang akan mengulangi beberapa perilaku hewan. Saya sedang berupaya membuat "ngengat" yang secara otomatis merangkak menuju cahaya. Walter menyebut mesinnya “kura-kura”, menambahkan bilangan yang lebih kompleks ke dalam repertoarnya. Para “kura-kura” dilengkapi dengan alat yang membantu mereka untuk tidak saling bertabrakan saat bergerak, dan, sebagai tambahan, alat yang dapat digunakan ketika mereka merasa “lapar”, yaitu. Ketika baterainya habis, mereka menuju ke “tempat makan” khusus di mana mereka mengonsumsi listrik sampai baterainya terisi kembali.”

Gray Walter menciptakan 8 versi robot penyu. Jadi, Elmer si “kura-kura” tampak seperti gerobak roda tiga yang dilengkapi dua motor listrik yang digerakkan oleh baterai. Satu mesin disediakan gerakan maju gerobak, yang kedua mengubah arah pergerakannya. Mesin dapat dikontrol menggunakan relay elektromagnetik. Berkat fotosel yang terletak di kolom kemudi kereta, robot dapat mengenali rintangan.

Pada dasarnya, robot penyu dapat beroperasi berdasarkan tiga pola: bergerak menuju cahaya, berbalik ke arah cahaya, dan menghindari rintangan. Jika baterai sudah terisi dan penerangan dalam ruangan lemah, robot perlahan-lahan bergerak mengelilingi ruangan untuk mencari sumber cahaya, dan ketika menemui rintangan, ia menyesuaikan arah pergerakannya. Oleh karena itu, jika sumber cahaya terang muncul di dalam ruangan, robot penyu akan bergerak ke arahnya. Pada saat yang sama, setelah mencapai sumber cahaya, dia berpaling darinya, seolah-olah “takut” dibutakan, setelah itu dia bergerak di sekitar sumber tersebut, mencari posisi optimal untuk dirinya sendiri. Ketika baterainya mulai habis, robot bergerak semakin dekat ke sumber cahaya, dan ketika tingkat baterai hampir habis, robot bergerak mendekati sumber ini dan menghubungkannya ke pengisi daya. Setelah mengisi baterai, robot kembali menjauh dari sumber cahaya.

Robot lain, Elsie, bereaksi lebih aktif terhadap perubahan cahaya. Jika ada dua sumber cahaya di dalam ruangan, robot pertama-tama berpindah ke satu lampu, lalu ke lampu lainnya. Selain itu, robot dapat mengenali satu sama lain melalui bola lampu yang menyala dan bergerak ke arah satu sama lain.

Robot penyu Cora mampu bereaksi tidak hanya terhadap perubahan cahaya, tetapi juga suara. Cora “mendengar” berkat mikrofon. Selain itu, adanya kapasitor yang bertahan selama beberapa waktu muatan listrik, memastikan bahwa robot ini memiliki semacam refleks terkondisi. Dengan demikian, Cora bisa dilatih.

Orang Inggris menyebut refleks terkondisi sebagai refleks yang dipelajari - refleks yang dipelajari. Refleks berkembang ketika tindakan yang sama diulangi; tanpa ini, refleks terkondisi menghilang. Dalam kasus Cora si robot penyu, stimulus yang memicu refleks terkondisi adalah suara peluit. Ketika Cora menemui satu atau beberapa rintangan, peluit dibunyikan. Pada mulanya robot penyu tidak bereaksi terhadap bunyi peluit, kemudian setelah mendengar peluit tersebut ia mengubah arah geraknya, meskipun tidak ada penghalang di depannya. Jika Walter terlalu sering memberi sinyal suara kepada Cora tanpa adanya penghalang, maka dia kehilangan refleks terkondisi ini.

Saat bereksperimen dengan Cora, Walter selalu berusaha mempersulit perilakunya. Karena peluit polisi Inggris memiliki dua nada, ilmuwan menggunakan keadaan ini. Ilmuwan menggunakan nada kedua peluit untuk membuat sirkuit pendengaran kedua untuk robotnya, menghubungkannya dengan munculnya sumber cahaya baru di dalam ruangan. Jenis peluit pertama dibunyikan saat penyu mencapai rintangan berikutnya, dan jenis kedua - sebelum lampu menyala.

Dalam hal ini, Walter bertanya-tanya bagaimana reaksi robot penyu Cora terhadap dua nada peluit yang dibunyikan secara bersamaan. Pada gilirannya, robot penyu bereaksi terhadap situasi ini seperti makhluk hidup. Setelah memproses informasi yang diterimanya, Cora bersembunyi di sudut gelap untuk memulihkan sensoriknya yang berlebihan. Setelah beberapa waktu, dia kembali berfungsi normal dan mulai mencari sumber cahaya lagi.

Oleh karena itu, robot yang diciptakan oleh Gray Walter memperlihatkan unsur perkembangan yang melekat pada makhluk hidup, menyesuaikan pola perilaku tergantung pada keadaan eksternal. Eksperimen dengan lingkungan eksternal dan “sistem saraf” robot penyu membuahkan hasil hasil yang menarik: perilaku robot tidak pernah terulang, namun tindakannya selalu sesuai dengan kerangka pola perilaku tertentu, seperti yang terjadi pada makhluk hidup.

Penemuan Gray Walter menarik minat komunitas ilmiah dunia dan menginspirasi ilmuwan lain untuk menciptakan robot semacam ini. Misalnya, Edmund Berkeley dari Amerika menemukan seekor tupai yang mengumpulkan kacang-kacangan dan membawanya ke sarangnya, seekor tikus yang diciptakan oleh Claude Shannon mampu menemukan jalannya di dalam labirin, rubah elektronik Barabara dan Job, dirancang oleh fisikawan Perancis Albert Ducroc , bereaksi terhadap sentuhan, cahaya dan suara, dan pada saat yang sama kemunculan cahaya dan suara menyebabkan munculnya refleks terkondisi. Di Uni Soviet, robot juga diciptakan yang bereaksi terhadap rangsangan eksternal: robot penyu semacam itu dibuat oleh karyawan Institut Otomasi dan Telemekanik dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet A.P. Petrovsky dan R.R. Vasiliev.

Selain itu, perkembangan refleks pada robot dipengaruhi oleh karya ahli saraf dan sibernetika Italia Valentino Breitenburg, yang mengabdikan diri pada sintesis perilaku biologis menggunakan skema paling sederhana. Dengan demikian, bukunya “Mesin: Eksperimen dengan Psikologi Sintetis,” yang ditulis pada tahun 1984, menjadi buku klasik.

Pada tahun 2006, ilmuwan Amerika Lambros Malafouris menulis artikel “The Cognitive Basis of Material Engagement: Where Brain, Body, and Culture Conflate,” yang berpendapat bahwa rahasia keberhasilan fungsi robot terletak pada hubungan otak-tubuh-lingkungan. Berkat hubungan inilah robot penyu Gray Walter menunjukkan karakteristik perilaku organisme hidup.

Eksperimen dengan kecerdasan buatan terus berlanjut hingga saat ini. Robot mulai mengatasi tugas yang diberikan dengan lebih baik, tetapi ilmuwan modern berutang banyak kesuksesan mereka kepada Gray Walter.

William Gray Walter adalah salah satu pelopor dalam dua bidang ilmiah - neurofisiologi dan robotika. Dia adalah salah satu orang pertama di Inggris yang menggunakan metode elektroensefalografi dan menemukan bahwa dengan parameter elektroensefalogram tertentu, dimungkinkan untuk menentukan bagian otak mana yang kerjanya terganggu. sel saraf dan bagaimana tepatnya itu rusak. Selain itu, Gray Walter adalah anggota interdisiplinerklubperbandingan , yang warganya mendiskusikan ilmu sibernetika yang baru. Walter, menggunakan pengetahuannya tentang ilmu saraf, menciptakan beberapa robot yang dapat mengubah “perilaku” mereka tergantung pada apa yang terjadi di sekitar mereka. Meskipun banyak yang percaya bahwa mobil Gray Walter tidak lebih dari kerajinan untuk hiburan dan pendidikan Utama robotika, “kura-kura” Walter (sebagaimana perancangnya menyebutnya) didasarkan pada prinsip-prinsip biologis yang menarik.

Orang tua Gray Walter, jurnalis dari Amerika, bertemu di Italia. Putra mereka lahir di Amerika Serikat, namun pasangan tersebut memutuskan akan membesarkan putra mereka di Inggris. Gray Walter lulus dari King's College, Cambridge, tetapi tidak bisa mendapatkan posisi sebagai peneliti di universitas tersebut, itulah sebabnya dia terpaksa melakukan penelitian neurofisiologis di klinik London selama beberapa tahun.Pada tahun 1939, Walter mendapat pekerjaan di yang baru membuka Institute Burden Neurological Institute, yang saat ini sudah tidak berfungsi, tempat dia bekerja sampai kecelakaannya pada tahun 1970.

Ironisnya, kejadian yang berujung pada pengunduran diri Walter berkaitan langsung dengan bidang minat penelitiannya: yaitu cedera otak akibat kecelakaan lalu lintas. (Sayangnya, ilmuwan tersebut tidak pernah pulih sepenuhnya dari cedera tersebut dan meninggal pada tahun 1977 pada usia 67 tahun.) Gray Walter adalah orang pertama yang menghubungkan pola aktivitas otak tertentu, yang terlihat pada elektroensefalogram, dengan patologi neurologis dan psikiatris.

Elektroensefalografi

Electroencephalogram (EEG) adalah pencatatan aktivitas listrik total sel otak dengan menggunakan elektroda yang dipasang di kulit kepala dan dilumasi dengan gel penghantar listrik. Jumlah elektroda dapat bervariasi; perangkat modern biasanya menggunakan 64-128 buah. Elektroda dipasang secara simetris menurut sistem tertentu. Sistem yang paling terkenal disebut “10-20”; angka-angka ini mewakili persentase jarak antara dua titik ekstrem pada tengkorak. Ada beberapa jenis ritme aktivitas otak yang ditunjukkan dengan huruf Alfabet Yunani: ritme alfa, beta, gamma, delta, mu, sigma, theta dan kappa. Intinya, ini adalah gelombang yang berbeda satu sama lain dalam frekuensi dan amplitudo. Beberapa ritme ini terjadi dengan mata terbuka, beberapa lainnya dengan mata tertutup. Irama delta normal pada orang yang sedang tidur, dan ritme theta normal pada orang yang lelah atau siap tertidur. Selain itu, sebagian besar ritme EEG muncul secara normal hanya di area tertentu di otak, dan kemunculannya di area lain mungkin merupakan sinyal adanya masalah pada fungsi sistem saraf.

Gray Walter tidak hanya menemukan hubungan antara “gelombang otak” dan patologi saraf, dia juga orang pertama yang merekam beberapa ritme EEG. Walter adalah salah satu orang pertama yang menggunakan metode elektroensefalografi secara umum di Inggris Raya. Ilmuwan menjadi tertarik pada elektrofisiologi setelah mengunjungi laboratorium Jerman Hans Berger pada tahun 1935, peneliti yang pertama kali merekam elektroensefalogram dari permukaan kepala manusia. Berger sendiri hanya menggunakan dua elektroda, di dahi dan di belakang kepala, dan hanya berhasil mencatat ritme alfa. (Ternyata kemudian, ritme alfa merupakan ciri khas daerah oksipital.) Rekan-rekan Berger di Jerman menganggapnya eksentrik, dan metode yang ia gunakan dianggap tidak menjanjikan.

Berbeda dengan orang Jerman yang skeptis, Gray Walter terinspirasi untuk mempelajari “gelombang otak”. Kembali ke tanah airnya, ia merancang elektroensefalografnya sendiri, menggunakan peralatan Berger sebagai dasar dan memperumitnya. Setahun kemudian, pada tahun 1936, Walter membuktikan hubungan antara ritme EEG yang tidak biasa dan skizofrenia pada salah satu pasien di klinik neurologis. Ternyata sel tumor pasien menunjukkan aktivitas abnormal, dan lokasi aktivitas tersebut pada elektroensefalogram sama persis dengan data lokasi tumor yang diperoleh dengan metode lain. Beberapa waktu kemudian, Gray Walter menemukan bahwa banyak pasien epilepsi sering kali menunjukkan ritme delta saat terjaga, padahal biasanya ini merupakan ciri tidur nyenyak.

Pada akhir tahun 1940-an, Walter mendapat ide: mungkinkah ritme EEG tidak hanya mencerminkan keadaan umum seseorang, tetapi juga bagaimana otak “memindai” ruang di sekitar pemiliknya, menerima berbagai rangsangan sensorik? Selain itu, pada tahun 1960, ilmuwan menemukan apa yang disebut potensi kesiapan, yang keberadaannya menimbulkan keraguan akan keberadaan keinginan bebas pada manusia. Potensi kesiapan muncul di korteks premotor belahan otak sebelum seseorang melakukan gerakan apapun, dan yang terpenting, sebelum subjek menyadari bahwa dia akan melakukan gerakan ini.

"Kura-kura" oleh Walter

Gray Walter mulai membangun berbagai unit saat masih kecil bersama ayahnya. Di masa dewasa, hobi ini tidak hilang, dan Walter terus menciptakan mobil bergerak. Baru sekarang dia memiliki pengetahuan tentang struktur sistem saraf dan pencapaian sibernetika. Di masa mudanya, Gray Walter bersimpati dengan gagasan Ivan Petrovich Pavlov tentang refleks terkondisi dan bahkan belajar di laboratorium. Pemenang Nobel di Saint-Petersburg. Namun, Walter masih lebih tertarik mempelajari cara kerja otak secara keseluruhan, dan bukan cara kerja busur refleks individu. Menurut ilmuwan tersebut, sejumlah besar hubungan antara beberapa elemen logis dapat memberikan perilaku kompleks yang tidak lebih buruk daripada banyak “neuron” yang serupa tetapi saling terhubung secara lemah. Selain itu, ia percaya bahwa kecerdasan buatan harus dibuat berdasarkan elemen analog, bukan elemen digital (penggunaan elemen digital dianjurkan, khususnya, oleh Alan Turing, rekan Walter di klub Ratio).

Walter telah berulang kali menekankan bahwa dia terutama menggunakan prinsip biologis saat membuat robotnya. Karena kelambatan dan penampilannya yang jongkok, Gray Walter menyebut robotnya kura-kura, dan sebagai tambahan, dia memberi nama pada setiap unit. Sampel pertama disebut Elmer (ELMER: Electro-Mechanical Robot) dan Elsie (ELSIE: Electro-mechanical robot, Light-Sensitive dengan stabilitas Internal dan Eksternal). Nama umum robot dibuat dengan prinsip yang sama dengan nama spesies organisme hidup: Elmer dan Elsie termasuk dalam “spesies” mesinspeculatrix.

« Kura-kura mempunyai struktur sesederhana mungkin: tiga roda, dua motor, dua relay, dua kapasitor dan satu fotosel. Semua ini dirakit dari bagian-bagian peralatan listrik dan jam tangan lama dan ditutup dengan "cangkang" - casing yang ramping. Desain sederhana dimaksudkan untuk mensimulasikan bentuk-bentuk penting perilaku - eksplorasi ruang sekitar, pencarian dan pencapaian tujuan. Fotosel di “kepala” robot. Selain itu, Elmer dan Elsie bekerja secara nirkabel dan datang untuk mengisi ulang daya mereka sendiri di dalam kotak khusus yang berisi bola lampu. Pada saat yang sama, “individu” mesinspeculatrix dapat melewati berbagai rintangan - misalnya, cermin yang dipantulkannya sendiri bersama dengan sumber cahaya. Benar, robot-robot itu “menari” di depan cermin selama beberapa waktu, seolah bertanya-tanya apa yang harus dilakukan selanjutnya. Dalam beberapa catatan Walter, dia menyebut perilaku ini sebagai contoh pengenalan diri, yang kemungkinan besar tidak benar.

Versi "kura-kura" yang lebih baru mungkin lebih memilih salah satu dari dua sumber cahaya yang identik. Selain itu, Gray Walter terus meningkatkan kecepatan dan lintasan pencarian objeknya. Dan salah satu model terbaru robot Walter, Irma (IRMA: Innate Releasing Mechanism Analogue), dirancang untuk mengubah “perilaku” tergantung pada sinyal yang diberikan oleh robot lain. Dengan demikian, kedua Irma bisa menyesuaikan tindakannya dengan “tindakan” masing-masing.

Pengikut Walter mengembangkan "kura-kura" bahkan setelah peneliti itu sendiri menghentikan aktivitasnya. Robot model baru tidak hanya merespons cahaya, tetapi juga suara. Selanjutnya, “kura-kura” mulai dihubungkan ke komputer, yang memberikan sinyal kepada robot untuk bertindak. Mesin seperti itu didasarkan pada prinsip yang sedikit berbeda dengan prinsip Gray Walter.

Ahli neurofisiologi Inggris dan pelopor robotika menciptakan “kura-kura” sibernetiknya yang terkenal Abu-abu Walter mulai berkreasi pada tahun 1948 dan melanjutkan eksperimennya dengan robot biomorfik hingga tahun 1951. Gray Walter menyebut mereka machina speculatrix, tetapi mereka tercatat dalam sejarah sebagai “kura-kura”. “Kura-kura” adalah kereta elektromekanis yang dapat bergerak sendiri dan mampu merangkak menuju atau menjauhi cahaya, menghindari rintangan, dan memasuki “tempat makan” untuk mengisi ulang baterai yang mati. Mobil otonom Gray Walter sangat mirip dengan kura-kura penampilan dan lambatnya tindakan. Perbedaan utama mereka adalah kemampuan untuk bertindak tidak hanya sesuai dengan program yang “kaku” dan telah ditentukan sebelumnya, seperti kebanyakan robot yang diciptakan pada saat itu, tetapi juga dengan mempertimbangkan kondisi yang ditentukan oleh situasi dan lingkungan.

Bapak sibernetika, Norbert Wiener, dalam bukunya yang terkenal “I am a Mathematician,” menggambarkan karya Walter sebagai berikut: “Setelah memahami, pada waktu yang hampir bersamaan dengan saya, analogi antara umpan balik dalam mesin dan sistem saraf manusia , Walter mulai merancang mekanisme yang akan mengulangi beberapa perilaku hewan. Saya bekerja untuk menciptakan "ngengat" yang secara otomatis merangkak ke dalam cahaya. Walter menyebut automatanya "kura-kura", termasuk bilangan yang lebih kompleks dalam repertoarnya. "kura-kura" dilengkapi dengan perangkat yang membantu mereka tidak bertabrakan satu sama lain saat bergerak, dan, sebagai tambahan, perangkat yang karenanya, karena merasa "kelaparan", yaitu kehabisan baterai, mereka pergi ke "tempat makan" khusus. , dimana mereka menelan listrik hingga baterainya terisi kembali".

Secara total, Gray Walter menciptakan lebih dari 8 “kura-kura”. "Penyu" pertama - Elmer (Elmer - robot elektromekanis) - dibuat dalam bentuk gerobak kecil beroda tiga, di mana dua motor listrik yang ditenagai oleh baterai dipasang. Mesin pertama memastikan pergerakan maju perangkat, mesin kedua, yang terletak di kolom kemudi, mengubah arah gerakan. Mesin dikendalikan menggunakan relay elektromagnetik. Elemen sensitif"Kura-kura" adalah fotosel yang terletak di kolom kemudi dan kontak mekanis yang menutup ketika menabrak rintangan. Pengendalian perilaku dilakukan dengan menggunakan sirkuit umpan balik elektronik yang dibangun hanya pada dua neuron buatan.

Meskipun perangkatnya sederhana, “kura-kura” menunjukkan perilaku yang bermakna dan terkadang sangat lucu berdasarkan tiga keadaan: mencari cahaya (“kelaparan”), berbalik ke arah cahaya, dan menghindari cahaya terang dan rintangan (“rasa sakit”).

Saat baterai penyu diisi, ia berperilaku seperti hewan yang cukup makan: dalam cahaya redup atau dalam gelap, ia bergerak perlahan di sekitar ruangan, seolah sedang mencari sesuatu; ketika dihadapkan pada rintangan apa pun (prasmanan, kaki meja, dll.), dia berhenti, berbalik ke samping dan berjalan mengitari rintangan tersebut. Jika sumber cahaya terang muncul di dalam ruangan, Elmer segera “menyadarinya” dan menuju ke arah cahaya ( tropisme positif). (Untuk informasi cara membuat robot sederhana yang bereaksi terhadap cahaya, baca artikel “Cara membuat robot: Robot paling sederhana dalam satu chip.”) Namun, ketika dia terlalu dekat dengan cahaya, dia berpaling darinya. itu, “takut” dibutakan (tropisme negatif). Kemudian ia berpindah di sekitar sumber cahaya, menemukan kondisi optimal untuk dirinya sendiri dan terus mempertahankannya (homeostasis). Saat baterai habis, kura-kura mulai menunjukkan minat yang semakin besar pada sumber cahaya, karena sumber cahaya tersebut menerangi “pengumpan” - tempat untuk mengisi daya baterai. Ketika baterai sudah sangat habis sehingga perlu diisi ulang, kura-kura dengan berani berjalan menuju sumber cahaya dan menyambungkan ke kontak daya pengisi daya. Setelah menerima "makanan" - pasokan listrik baru, dia menjauh dari pengisi daya dan kembali berkeliaran di sekitar ruangan untuk mencari sudut yang gelap.

Kura-kura lain - Elsie (Elsie - Electro-Light sensitiv - robot elektro-peka cahaya) - berperilaku sedikit berbeda: dia bereaksi lebih aktif terhadap perubahan sekecil apa pun dalam pencahayaan, bergerak lebih cepat dan lebih banyak, menghabiskan lebih banyak energi, dan lebih sering mengunjungi pengumpan. .

Di antara dua sumber cahaya, “kura-kura” itu berpindah dari satu sumber ke sumber cahaya lainnya seperti keledai Buridan, yang diketahui mati kelaparan saat berada di antara dua tumpukan jerami yang identik, tidak bisa memilih mana yang lebih enak. Dua kura-kura “melihat” dan “mengenali” satu sama lain melalui bola lampu yang menyala dan merangkak ke arah satu sama lain.



Diagram rangkaian robot penyu menggunakan tabung vakum.

Yang lebih menarik adalah kura-kura ketiga - Cora (Cora - Conditional Reflex Automat - mesin refleks bersyarat). Hewan cybernetic ini tidak hanya memiliki “penglihatan” dan “sentuhan”, tetapi juga “pendengaran”: Gray Walter menambahkan mikrofon ke indranya. Selain itu, ia dapat dilatih dengan mengembangkan sesuatu seperti refleks terkondisi dalam dirinya (berkat hadirnya elemen memori berupa kapasitor yang mampu mempertahankan akumulasi muatan listrik selama beberapa waktu).

Seperti yang Anda ketahui, refleks terkondisi adalah hasil pembelajaran, kebiasaan. Bukan tanpa alasan orang Inggris menyebutnya Refleks yang dipelajari, yaitu refleks yang diajarkan dan dipelajari. Jika Anda mengulangi demonstrasi refleks terkondisi berkali-kali tanpa memperkuatnya, yaitu tanpa melakukan tindakan gabungan rangsangan tak terkondisi dan terkondisi dari waktu ke waktu, maka refleks terkondisi tersebut memudar (dilupakan) dan akhirnya hilang sama sekali.

Walter mengembangkan refleks terkondisi pada kura-kura Cora, mengajarinya berhenti di depan rintangan dan berbelok ke samping sinyal suara- bersiul. Untuk melakukan ini, dia memberi isyarat (peluit) setiap kali Cora, saat bergerak di sekitar ruangan, menemukan hambatan apa pun. Awalnya penyu tidak memperhatikan peluitnya. Namun, dia segera mengembangkan refleks yang terkondisi: ketika peluit berbunyi, dia akan berhenti, mundur dan berbalik ke samping, bahkan jika tidak ada penghalang di depannya. Namun refleks terkondisi yang berkembang dengan cara ini segera hilang jika Cora sering tertipu dengan memberikan isyarat peluit tanpa adanya penghalang di depannya.

Perilaku yang ditunjukkan oleh robot Gray Walter membuat mereka sangat mirip dengan makhluk hidup nyata, ciri khas yaitu kemampuan bertindak bijaksana dengan memperhatikan lingkungan. Interaksi antara “sistem saraf” kura-kura dan lingkungan menciptakan perilaku yang tidak terduga dan kompleks. Para "kura-kura" tidak pernah mengulangi perilakunya secara persis, tetapi selalu bertindak dalam kerangka pola perilaku umum, seperti yang dilakukan makhluk hidup.




Lintasan penyu.

Selanjutnya, perangkat yang mensimulasikan perilaku organisme hidup menjadi subjek perhatian dan studi yang cermat. Tikus yang menemukan jalannya di labirin, yang dibangun oleh ahli matematika dan sibernetika Amerika Claude Elwood Shannon, menjadi dikenal luas; seekor tupai yang mengumpulkan kacang-kacangan dan membawanya ke sarangnya, dibuat oleh Edmund Berkeley dari Amerika; rubah elektronik Barbara dan Job, dibuat oleh fisikawan Prancis Albert Ducrocq, kura-kura Eichler, yang dapat merespons cahaya, suara, dan sentuhan (paparan dua rangsangan secara bersamaan - sentuhan dan suara - menyebabkan munculnya refleks terkondisi). Penyu asli dibuat oleh karyawan Institut Otomasi dan Telemekanik dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet R.R. Vasiliev dan A.P. Petrovsky.

Juga di bidang ini, perlu dicatat karya ahli saraf dan sibernetika Italia Valentino Braitenberg tentang mensintesis perilaku biologis dengan skema sederhana. Bukunya, Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology (1984), telah menjadi buku klasik yang menginspirasi banyak peneliti.

Penciptaan robot biomorfik berdasarkan prinsip fungsi sistem biologis, kemudian dikerjakan oleh ahli robot terkemuka Rodney Brooks, direktur Laboratorium Ilmu Komputer dan Kecerdasan Buatan MIT, dan Mark W. Tilden, pencipta teknologi BEAM - paradigma baru dalam robotika modern. Mereka mendapat ide untuk menciptakan sistem robot berdasarkan refleks, yang diimplementasikan pada tingkat perangkat keras yang rendah.

Pada tahun 2006, sebuah poin menarik dikemukakan oleh ilmuwan Cambridge Lambros Malafouris dalam artikelnya “The Cognitive Basis of Material Engagement: Where Brain, Body, and Culture Conflate.” Malafouris berspekulasi bahwa alasan mengapa robot kura-kura Gray Walter bekerja dengan sangat baik pada pertengahan 1950-an (sementara kecerdasan buatan tradisional umumnya gagal) adalah karena diperlukan putaran umpan balik untuk membentuk kesadaran, koneksi otak-tubuh-lingkungan. Kecerdasan buatan tradisional telah mencoba mengisolasi kesadaran sebagai “hantu tanpa tubuh yang memproses informasi”. Spekulatrik mesin otonom Gray Walter tidak didasarkan pada gagasan Turing melainkan pada gagasan umpan balik sibernetik Norbert Weiner. Jadi tidak mengherankan jika "kura-kura" Walter menunjukkan perilaku yang tidak terduga dan bervariasi yang dapat ditemukan di alam.

Artikel Arsip

Pada tahun 1950-an, seorang ahli saraf asal Inggris merancang robot untuk mempelajari masalah kebebasan memilih, pengaturan diri, dan perilaku sosial dalam mesin.

Kemajuan teknologi merupakan vektor yang ditujukan untuk masa depan. Banyaknya pengetahuan yang dikumpulkan oleh umat manusia, yang mirip dengan penggerak yang kuat, mengarahkan para peneliti masa kini menuju terobosan teknologi baru. Dan hanya jika Anda mendekati vektor ini cukup dekat, Anda akan melihat bahwa vektor ini mewakili sebuah spiral, yang putarannya sering kali merupakan pengulangan dari penemuan masa lalu berdasarkan kemampuan masa kini.

Ide ini dipicu oleh kunjungan ke situs web "Modular Robotics", di mana tim ilmuwan yang ramah dari universitas terkemuka AS sedang mengembangkan kubus elektronik yang sangat memanjakan, dari mana Anda dapat dengan mudah membuat berbagai versi robot.

Menyenangkan untuk anak-anak? Niscaya. Tapi juga lebih dari itu: mempopulerkan prestasi ilmiah, keinginan untuk melibatkan orang-orang yang jauh dari robotika dan teknologi Informasi, untuk perkembangan mutakhir di bidang ini.

Anak-anak yang bermain kubus di foto itu mengingatkan saya pada foto enam puluh tahun lalu. Ini menunjukkan seorang anak bermain dengan ELSIE, robot penyu, salah satu dari beberapa ciptaan menakjubkan ahli saraf Inggris Gray Walter.

Pada awal tahun lima puluhan abad yang lalu, “kura-kura” elektromekanis Dr. Walter yang ia kembangkan untuk mempelajari refleks dan mekanisme perilaku makhluk hidup, menyebabkan kehebohan nyata di kalangan orang awam, memperkenalkan orang biasa pada konsep “sibernetika”, “kecerdasan buatan” dan “kehidupan buatan” serta mengungkap cakrawala ilmu pengetahuan yang tak terbatas.

Abu-abu Walter. Ahli neurofisiologi dengan tangan mekanik

1951 British Science Festival adalah pameran berskala besar mengenai pencapaian ilmiah para ilmuwan Inggris di tepi selatan Sungai Thames. Tujuan dari pameran ini adalah untuk menunjukkan kepada orang-orang yang baru saja mengalami kengerian perang bahwa kemajuan tidak berhenti dan terus berlanjut pencapaian ilmiah yang asli akan diizinkan untuk dibangun dunia yang indah masa depan.

Banyak pengunjung pameran yang selalu berkerumun di sekitar paviliun dengan robot penyu - makhluk mekanis yang tetap berperilaku seolah-olah hidup. Dengan memutar satu mata periskopnya, penyu dengan percaya diri bergerak menuju sumber cahaya - “makanan” mereka, dan ketika menemui rintangan apa pun, mereka dengan rajin menghindarinya.

Poster Festival Sains Inggris tahun 1951 menampilkan "kura-kura" ELSIE

Surat kabar dengan penuh semangat menggambarkannya Fakta Menarik, terkait dengan robot penyu. Jadi, makhluk-makhluk ini lebih menyukai wanita daripada pria, mereka berpegang teguh pada kaki mereka. “Lapar”, robot penyu bergegas menuju cahaya, ke rumah mereka, di mana terdapat pengisi daya untuk baterai mereka. Namun jika ruangan terlalu terang atau lampu kilat kamera mati, makhluk-makhluk ini akan tersesat dan mulai bergegas mencari perlindungan.

Demonstrasi robot penyu di pameran tersebut dilakukan oleh penciptanya, Dr. Gray Walter yang berusia tiga puluh delapan tahun. Selain itu, “dokter” tidak berarti gelar ilmiah: Gray Walter adalah seorang ahli neurofisiologi.

Pada tahun 1951, Dr. Gray Walter mengepalai departemen neurofisiologi di Institut Bourdain

Pada tahun 1951, Dr. Walter adalah peneliti terkemuka di Bristol Bourdain Neurological Institute, pelopor di bidang elektroensefalografi otak - arah terbaru dalam studi aktivitas saraf yang lebih tinggi pada manusia.

Gray Walter, putra seorang jurnalis Inggris dan jurnalis AS yang bertemu di Italia selama Perang Dunia Pertama, lahir di Kansas City, tetapi menghabiskan seluruh masa dewasanya di Inggris. Pada tahun 1928, setelah lulus dari King's College, Cambridge dengan gelar di bidang fisiologi, Walter terus mengerjakan disertasi tentang psikofisiologi aktivitas saraf dan refleks.

Ketertarikan Gray Walter pada bidang ini bukanlah suatu kebetulan. Saat masih menjadi mahasiswa, ia mengunjungi Rusia, di laboratorium peraih Nobel Ivan Petrovich Pavlov. Hasil penelitian ahli fisiologi besar Rusia terkait aktivitas refleks menentukan arah penelitian lebih lanjut oleh Dr. Walter.

Setelah mempelajari elektroensefalografi otak (EEG) di Bourdain Institute, Gray Walter menunjukkan dirinya tidak hanya sebagai ahli neurofisiologi yang brilian, setelah menemukan, misalnya, ritme delta dan theta otak, tetapi juga sebagai... mekanik yang sangat baik. Dia membuat sebagian besar instrumen yang diperlukan untuk penelitian (EEG) sendiri di bengkel pengerjaan logam kecil di institut tersebut.

Selama Perang Dunia II, pengetahuan dan pengalaman Gray Walter terfokus pada pengobatan dan rehabilitasi orang-orang dengan cedera otak traumatis. Setelah selesai, ia melanjutkan penelitian terkait perilaku refleks dan kerja "bahan penyusun" otak - neuron.

Menganggap otak sebagai sistem yang kompleks kontrol, Walter ingin menunjukkan bahwa perilaku makhluk hidup dikaitkan dengan pemrosesan terus-menerus informasi yang datang dari luar dan pengambilan keputusan tentang tindakan lebih lanjut, yang diteruskan ke aktuator - otot.

Saat itulah Dr. Walter terdorong untuk menjadi model aktivitas saraf, ciptakan "kehidupan buatan". Di sinilah keahliannya sebagai mekanik dan insinyur listrik, yang dikembangkan selama desain elektroensefalograf pertama, berguna.

ELMER, ELSIE, CORA, IRMA dan... Wiener

Perlu diketahui: mekanisme elektromekanis dengan umpan balik sensorik telah diciptakan sebelum ciptaan Walter. Jadi, pada tahun 1928, untuk menunjukkan pencapaian elektronik radio, perusahaan Radio Philips merilis Philips Radio Dog, atau disingkat Philidog. Keistimewaan mainan elektromekanis ini adalah penggunaan fotokatoda sebagai sensor cahaya. Berkat dia, anjing radio Philips mengikuti sumber cahaya, seperti senter di tangan pemiliknya.

Perilaku Philidog hampir tidak bisa disebut sadar. Sebaliknya, itu adalah senapan mesin yang dikemas dalam kotak mainan.

Gray Walter berencana memodelkan perilaku sadar berdasarkan pengetahuannya yang luas tentang neurofisiologi. Dan dia berhasil! Ciptaan pertamanya adalah ELMER (kependekan dari ElectroMechanical Robot). Dibangun secara harfiah dari apa pun yang ada, Elmer adalah kereta roda tiga dengan roda depan elektrik, yang pergerakan dan putarannya dikendalikan oleh dua "neuron" - sirkuit yang didasarkan pada penguat tabung dan relai.

Sementara itu, Gray Walter sedang memperumit desain robot kura-kura miliknya. Ciptaan berikutnya, CORA (untuk Conditioned Reflex Analogue), merupakan karya eksperimental dan tidak mendapat pengakuan publik sebanyak ELSIE. Sementara itu, CORA-lah yang membuat kagum penciptanya sendiri dengan menunjukkan awal mula perilaku yang tidak terprogram. Tujuan pembuatan CORA adalah untuk mensimulasikan perkembangan refleks terkondisi.

Dan jika Walter menyebut ELMER dan ELSIE Machina Speculatrix (mesin penelitian), maka nama Machina Docilis - mesin yang mampu belajar - cukup cocok untuk CORA.

Selain fotosensor dan sensor sentuh, CORA memiliki mikrofon yang disetel ke frekuensi suara tertentu. Dan sirkuit “saraf”-nya menjadi rumit, menjadi serupa ingatan jangka pendek. Ketika penyu menemui kendala, peneliti memperkuat kejadian tersebut dengan meniup peluit polisi (penguat CORA ketiga disetel ke frekuensinya). Diferensiasi dua pengaruh sensorik diingat oleh robot dalam bentuk reaksi tunggal – menghindari rintangan.

“Keajaiban” terjadi setelah peneliti menghilangkan hambatan tersebut. Peluit tersebut menyebabkan CORA berkeliling di bangku yang tidak ada, sehingga menunjukkan perkembangan refleks yang terkondisi.

Sementara itu, Gray Walter mencoba mempersulit perilaku CORA. Dia memanfaatkan fakta bahwa peluit polisi Inggris memiliki dua nada. Pada nada kedua peluit itulah Walter menyetel sirkuit pendengaran CORA lainnya, menghubungkannya dengan pencarian sumber cahaya. Sekarang dia melatih CORA dengan mengeluarkan satu jenis peluit sebelum penyu menyentuh rintangan, dan satu lagi sebelum penyu mendeteksi cahaya.

Namun apa jadinya jika Anda menentukan dua lubang sekaligus, menghasilkan dua nada sekaligus? Respons CORA terhadap dilema ini sangat mirip dengan respons makhluk hidup. Sebagai hasil dari pemrosesan informasi yang saling bertentangan tersebut, kura-kura bersembunyi di sudut gelap, bergerak dengan gugup di dalamnya, seolah-olah menenangkan sensorik yang berlebihan. Dan hanya dengan berlalunya waktu konturnya kembali normal dan dia kembali menemukan kedamaian dan kemampuan untuk mencari “tempat makan”.

Dr Walter telah mencurahkan banyak waktu untuk meneliti perilaku CORA. Secara khusus, dia mencoba mengajarinya cara mengatasi labirin.

Robot penyu terakhir yang diciptakan Walter adalah IRMA (Innate Releasing Mechanism Analogue). Dengan menggunakan beberapa salinan IRMA, ahli saraf tersebut mencoba mempelajari aspek perilaku makhluk hidup dalam kelompok sejenisnya. Ciri khusus IRMA adalah adaptasi perilakunya dalam kelompok selama pencarian sumber cahaya bersama.

Saat ini kita menyebut mekanisme seperti itu sebagai agen otonom, atau "animat", tetapi pada masa Walter, sibernetika baru saja mulai berkembang. Dan ahli neurofisiologi Inggris tanpa disadari menjadi pembelanya di Inggris Raya.

Berkat ketenaran publik yang luas dari robot penyu, ia menarik perhatian sibernetika luar negeri sebagai Norbert Wiener, dan rekan senegaranya - ilmuwan yang bekerja pada sistem kontrol adaptif untuk kepentingan departemen militer, sebagai Kenneth Craik.

Berkat yang terakhir itulah Gray Walter masuk ke dalam Ratio Club "klub tertutup" - sebuah komunitas ilmuwan yang bekerja di bidang sibernetika di Inggris. Klub Rasio berlangsung dari tahun 1949 hingga 1955; Selain Craik, anggotanya termasuk ahli bedah saraf John Bates, yang bekerja dengan Craik pada servo otomatis untuk pemasangan senjata sistem pertahanan udara, William Ashby dan Alan Turing, yang melaksanakan perintah pemerintah untuk menguraikan pesan radio Nazi.

Ratio Club memiliki hubungan dekat dengan komunitas cybernetic Amerika. Begitu ketatnya sehingga Walter pernah berhasil mengambil elektroensefalogram aktivitas otak Norbert Wiener, yang memiliki kecenderungan tertidur secara spontan di lingkungan yang paling tidak memadai (misalnya saat kuliah), dan menemukan bahwa otak bapak sibernetika selama tidur tersebut dalam keadaan terjaga dan mampu memproses informasi secara memadai.

Ketenaran publik Gray Walter dan robot penyunya tidak disukai oleh anggota Ratio Club, yang membahas masalah kemampuan pertahanan negara di pertemuan, tetapi Dr. Walter melihat masalah perilaku adaptif sistem teknis secara lebih luas. dan yakin bahwa mempopulerkan pencapaian sibernetika adalah kuncinya kemajuan teknis bukan hanya satu bangsa saja, tapi seluruh umat manusia.

Spiral perkembangan teknologi merupakan suatu hal yang menakjubkan. Karya Gray Walter dalam Ratio Club dan pertemuannya dengan Norbert Wiener mengarah pada perampingan pemikiran neuropsikologis ilmuwan yang awalnya menjadi basis cybernetic tunggal. Namun karyanya juga memberikan dampak yang signifikan terhadap perkembangan sibernetika. Terinspirasi oleh robot penyu Walter, sibernetika Amerika mengembangkan ide-idenya dan melanjutkan prinsip-prinsip mempopulerkan ilmu pengetahuan yang ditetapkan olehnya. Di balik perkembangan spiral teknologi berikutnya adalah Edmund Berkeley, pencipta otak elektromekanis dan teori “robot hidup”. Tapi itu cerita yang sama sekali berbeda.