Aktuální vydání

celé číslo

01

2020

Operátorské panely, HMI, SCADA

celé číslo

Anticipující systémy ve středu zájmu

Automa 11/2001

Evžen Kindler

Anticipující systémy ve středu zájmu

Praxe kybernetiky, automatizace a modelování byla po mnoho let zaměřena na technické systémy (k nimž byly později přidány systémy biomedicínské) s vědomím, že tyto systémy jsou „hmotné“, tj. nemyslí a nepředvídají, natož aby dokonce nějak iniciativně zpracovávaly data a informace. Nesmělé snahy o předvídání zcela nejbližší budoucnosti v regulátorech PID sice měly velký dopad na praxi v oblasti automatické regulace, ale z dnešního pohledu je lze chápat spíše jako završení a do jisté míry i uzavření vývoje než jako podnět pro další vývoj.

Přesto však již v roce 1985 si známý biokybernetik R. Rosen uvědomil význam schopnosti, kterou mají některé živé organismy, totiž schopnosti předvídat a podle toho se chovat. Napsal o tom knihu Anticipatory Systems (Pergamon Press, New York, 1985) a formuloval předmět zájmu jako kybernetik: anticipující systémy jsou systémy, které mají k dispozici model sebe sama (zahrnující popř. i část okolí), pomocí kterého predikují, jaká je čeká budoucnost, a podle výsledku predikce eventuelně ovlivňují změnu svého přítomného stavu.

Nechme biologům starost o to, do jaké míry splňují vlastnosti anticipujících systémů živočichové a rostliny, a věnujme se technickým systémům. Většina technických systémů je ovlivňována lidmi, kteří v nich pracují a rozhodují, takže takové technické systémy nejen vstupují do sféry zájmu odborníků v oblasti anticipujících systémů, ale vnášejí důležitou relaci anticipujících systémů k tomu, co dnes rádi nazýváme lidským faktorem. Tendence současné automatizace převést lidský faktor na automaty, mj. lidskou představivost, kalkulování a předvídání na počítače, podstatně obohacuje výzkum anticipujících systémů o studium systémů, které anticipují s pomocí svých modelů implementovaných na počítačích, tedy zejména pomocí simulačních modelů.

Od vydání Rosenovy knihy však uplynulo šestnáct let a během té doby se postupně rozvinula aktivita ve výzkumu anticipujících systémů i v jiných oblastech. Mohli bychom ji charakterizovat jako objevování schopnosti anticipovat u systémů, kde bychom to běžně nečekali, tj. u systémů notoricky známých jako „neinteligentní“. Jde zejména o systémy fyzikální, a to všech měřítek – od systémů ze světa kvantové fyziky, přes laboratorní objekty až po systémy, o které se zajímají astronomové a astrofyzici. I v těchto oblastech byly a jsou objevovány aspekty anticipace, a to na základě velmi jemného rozboru matematických popisů takových systémů.

Z hlediska vědecké metodologie je ovšem třeba vyloučit předpoklad, že by např. galaxie, elektromagnetické systémy v laboratoři nebo v továrním stroji nebo atomy měly modely, pomocí nichž by zkoumaly svou budoucnost. Pracují bez modelu, a proto belgický matematik a inženýr D. M. Dubois zavedl definici „anticipujícího systému v silném slova smyslu“, která předpokládá, že anticipující systém nemá model, ale anticipuje „sám ze sebe“. A objekty splňující původní Rosenovu definici se nyní nazývají anticipujícími systémy ve slabém slova smyslu.

Zmíněný D. M. Dubois pořádá ve městě „své“ univerzity, v Li`ege, mezinárodní konference o anticipujících systémech. Nazývají se CASYS (Computing Anticipatory SYStems), což lze do češtiny přeložit jako počítání anticipujících systémů stejně jako počítající anticipující systémy (je to pro nás, kteří necítíme angličtinu jako mateřský jazyk, podobná vtipná dvojsmyslnost jako general systems theory, tedy buď teorie obecných systémů, nebo obecná teorie systémů – i v případě CASYS je obojí interpretace přijatelná).

Letos v srpnu se uskutečnila již pátá konference CASYS. Trvala týden a zúčastnily se jí dvě stovky zájemců. Byla rozdělena na deset symposií a dvě plenární přednášky pozvaných význačných odborníků. Na symposiích bylo předneseno téměř 200 příspěvků, přičemž každému přednášejícímu bylo dáno 45 minut na jeho příspěvek i s diskusí (tedy – ve srovnání s mnoha jinými konferencemi – sympaticky dlouhá doba). K tomu ovšem bylo nutné konferenci rozdělit do čtyř paralelních zasedání, což ale účastníci rádi přijali: při příjezdu totiž dostali brožurku jednostránkových abstraktů a podle svého výběru mohli přecházet z jednoho zasedání na jiná.

Šíři konference (a tedy i objektů zájmu v oblasti anticipujících systémů) lze nejlépe ukázat na názvech jednotlivých symposií:

  • Anticipující systémy, hyperinkurse, logika, kybernetika a epistemologie;
  • Matematické systémy, chaos, teorie kategorií, modelování, simulace a optimalizace systémů;
  • Fyzikální systémy, kvantové počítání, kvantová mechanika a relativita;
  • Měkké počítání, výpočetní inteligence, neuronové sítě a multiagentové systémy;
  • Kognitivní systémy, psychologie a fenomenologická anticipace;
  • Vývoj, adaptace a organizace živých systémů, ekologie a společenské systémy;
  • Ekonomie, řízení, rozhodování, plánování a informační systémy;
  • Inženýrské a průmyslové systémy, modelování a simulace pro účely řízení, robotika, agenty;
  • Informatika, algoritmy a programy, datové a znalostní systémy;
  • Anticipující faktory, kvantová biosféra, učení z přírody.

Dvěma odborníky pozvanými k přednesení plenárních přednášek byli anglický matematik Ian Stewart (přednášel o systémech s emergentní dynamikou) a G. J. Klir, jehož jméno je u nás dosti známé zejména z jeho českých i amerických publikací (je to Čech, který kdysi emigroval do USA, kde je již mnoho let profesorem na newyorské univerzitě v Binghamtonu): ve své přednášce podal výstižný přehled matematických prostředků pro modelování měkkých systémů.

Účastníci konference přijeli ze 34 zemí, z obou Amerik, z Japonska, z patnácti zemí západní Evropy a z dvanácti zemí bývalé sféry sovětského vlivu. Čeští odborníci se podstatně projevili svými pracemi o počítačových modelech pro anticipaci systémů, v nichž existují anticipující prvky.

Valonsko (francouzsky mluvící oblast Belgie) má bohatou tradici v kybernetice; vždyť již v padesátých a šedesátých letech byly ve městě Namur pořádány světové kybernetické kongresy. První konferenci CASYS uspořádal v roce 1997 Dr. Dubois téměř jako soukromý podnik – pomáhala mu jen jeho žena. Avšak konference záhy vzbudily široký zájem a získaly mezinárodní prestiž. Například na loňském CASYS ’2000 byli jako hosté pozváni proslovit plenární přednášky Lofti Zadeh, známý svými fuzzy množinami, a laureát Nobelovy ceny Brian D. Josephson.

Dr. Dubois a jeho žena nemění své rozhodnutí být jedinými osobami, které konference CASYS pořádají. Na jejich bedrech každý rok leží péče o organizační přípravu nastávající konference a současně i péče o vydání materiálů z konference minulé: tyto materiály zahrnují tři svazky časopisu International Journal of Computing Anticipatory Systems (každý o 400 stránkách) a dále objemné Proceedings (700 stránek formátu A4), vydávané Americkým institutem pro fyziku. Tato náročnost vedla oba organizátory k rozhodnutí pořádat konference CASYS každý druhý rok. Příští CASYS tedy bude v srpnu roku 2003. Bližší údaje (včetně možnosti objednat materiály z minulých konferencí) lze najít na internetových stránkách http://www.ulg.ac.be/mathgen/CHAOS/CASYS.html