ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРИЕНТАЦИЯ

Человек и носитель находятся в объектном мире и их собственное пространственное положение, и положение других объектов определяется относительно окружающих объектов. Объект является координатной единицей, и все действия и перемещения определяются относительно объектов. Для пространственной ориентации носителя ему необходимо знать взаимное положение объектов, определяемое направлением движения от одного объекта к другому. Допустим, носитель вошёл в комнату. Прямо перед ним находится кресло, справа от кресла стол, слева шкаф, чтобы подойти к столу носитель должен двигаться вправо от кресла. Чтобы запомнить положение стола в комнате носитель должен добавить к матрице кресла (которое он видит первым в комнате) код направления движения, приводящий к восприятию и идентификации стола, установить пространственную связь между матрицами объектов.

Введём новый раздел мозга носителя. Он состоит из регистра 2 (Р2) процессора (это n триггеров) с подключённым к нему каналом передачи сигналов имеющим n разрядных линий. К каналу параллельно подключены логические схемы пространственных связей. Каждому коду матрицы образа объекта (т.е. каждому запомненному объекту) соответствует одна л.с. фиксирующая его пространственные связи. Набор кодов объектов (и кодов направлений) известен заранее и система восприятия только определяет, какому образу будет дан тот или иной код при матрицировании, т.к. последовательность восприятия объектов произвольна. Код N10 будет дан любому объекту увиденному десятым и этому коду соответствует схема десятой л.с. пространственных связей. Система восприятия, к которой относится оптическая система и схемы зрительных нейронов, также, определяет и код видимого объекта в процессе идентификации. Рассмотрим схему 8, в которой л.с. пространственных связей сравнивает свой код с кодом в канале связи, определяет код направления в котором перемещается носитель и запоминает код объекта, воспринимаемого в результате перемещения. Все используемые коды уникальны. Коды направлений и другие коды образуются с использованием семнадцатой, восемнадцатой и т.д. разрядных линий при шестнадцатиразрядном коде объекта.

ДЛЯ ВЫЗОВА СХЕМЫ НАЖМИТЕ ОДНУ ИЗ ЭТИХ КНОПОК.

После идентификации объекта (кресла) его код (пусть это будет число 011) подаётся на регистр 2, который передаёт его в свой канал связи. Термины "канал связи" и "шина" будем использовать как синонимы. Каждая л.с. пространственных связей соединена с каналом через схему сравнивающую код в канале с кодом этой л.с.(кодом её матрицы). Эта схема состоит из серии л.н.1 "И", проверяющих совпадение единиц и серии л.н.2 своих для л.н.1, проверяющих наличие 0 в разрядных линиях и блокирующих схему при наличии единиц в их линиях. Все л.с. сравнивают свои коды с кодом в канале одновременно. При совпадении кодов (будем называть л.с. работающей, если она имеет такое совпадение) будет сигнал на выходе л.н.2, который подаётся на л.н.16 "И", на второй вход которого подаётся сигнал S4, определяющий рассматриваемый режим работы схемы. Выход л.н.16 включает триггер серии Т1 фиксирующий совпадение кода в канале связи с кодом схемы. Носитель выполняет поворот вправо. Система, управляющая поворотом, генерирует код направления. Пусть это будет число 101, установленное на разрядных линиях с номерами 17, 18 и 19. Она обнуляет регитр 2 и подаёт на него код направления. В силу того, что регистр - это несколько триггеров, выходы которых соединены с разрядными линиями канала (шины), то обнуление регистра - это подача сигнала на входы В триггеров, а выставление числа - это подача сигналов на входы А.

В л.с. каждого кода объекта для каждого направления есть своя схема, соединённая с каналом. Для каждого объекта можно запомнить соседние с ним объекты по каждому из направлений. Все схемы кодов направлений во всех л.с. пространственных связей работают параллельно и сравнивают код в канале со своим кодом. Часть схем направлений определит его совпадение со своим. В нашем примере определение совпадения происходит через л.н.4 "И" и л.н.5, свой для л.н.4. Выход л.н.6 "И" подаёт сигнал разрешающий включить триггер серии Т2 в работающей л.с. пространственной связи, фиксирующий, что после восприятия объекта с кодом 011 было выполнено перемещение в направлении с кодом 101.

Теперь носитель видит стол, идентифицирует его матрицу и её код подаётся на регистр 2. Затем, с некоторым интервалом, подаётся сигнал S5 разрешающий запись в ячейки памяти через серию л.н.7 "И". Разрешение на запись в конкретную ячейку даёт один л.н.7 "И" в работающей л.с., имеющий сигнал на выходе. Схема каждого направления имеет одну ячейку памяти для записи кода образа видимого в этом направлении.

Ячейка памяти - это n триггеров серии Т3n. Через серию л.н.8 "И" и л.н.9 своих для л.н.7 и происходит включение триггеров серии Т3n. Если в разрядной линии данного триггера есть сигнал, то он включается через л.н.8 "И", если нет сигнала, то через л.н.9 свой для л.н.7 подаётся сигнал на вход В для записи нуля через сброс триггера. Интервал в подаче S5 нужен для предварительной подачи блокирующего сигнала на л.н. серии 9. Этот сигнал подаётся и в момент подачи в канал связи кода кресла для записи его кода в л.с. объекта воспринимавшегося перед креслом.

Отметим, что при подаче кода объекта в канал происходит одновременная запись его кода в выбранную ячейку пространственной связи объекта воспринимавшегося перед ним и определение его собственной л.с. с включением Т1 в ней. Будем называть запись кода образа объекта воспринимаемого в каком-либо направлении относительно данного объекта пространственной связью данного объекта (сокращённо - п.с.). Объект может иметь некоторое, стандартное для данной системы, количество пространственных связей, фиксирующих коды объектов находящихся справа, слева, сверху и т.д. от данного объекта. Эта схема работает параллельно с восприятием и происходит постоянная запись и перезапись пространственных связей объекта. Каждый раз, когда носитель видит объект, затем совершает перемещение относительно него и воспринимает другой объект, происходит запись пространственной связи.

Постоянная запись и перезапись пространственных связей позволяет отслеживать изменения, происходящие в объектной среде, изменения положений объектов, их появление и удаление. Это необходимо для действий в переменной объектной среде. Человек может запоминать различные положения одних и тех же объектов, но для машины это нерациональное использование системных ресурсов. Впрочем, для запоминания различных положений одного объекта достаточно иметь несколько ячеек памяти в каждой пространственной связи и схему, управляющую записью в них. Например, стол может сначала стоять справа от кресла и быть запомненным в этом положении, затем его можно поставить слева и запомнить в этом положении с сохранением предыдущей записи притом, что справа будет находиться (и будет запомнен) другой объект.

Может происходить считывание пространственной связи. Схема 8 выполняет функцию шины адреса для ячеек памяти входящих в л.с. Код объекта и код направления являются составным адресом ячейки памяти с кодом объекта. Можно использовать схему адресации обычного компьютера, например, с двадцатиразрядной шиной адреса ячейки памяти. Тогда ячейка с кодом объекта, запомненного по пространственной связи, будет ячейкой обычной памяти. Процессор выставит на первые шестнадцать разрядов шины адреса код объекта, которому принадлежит эта пространственная связь, а на разрядные линии с номерами 17, 18, 19 и 20 код направления и получит уникальный номер ячейки. Ячейки памяти надо соединить с дополнительным каналом связи, по которому число (код объекта) будет из выбранной ячейки передаваться на регистр процессора.

Для определения того, какой объект находится в заданном направлении относительно заданного (исходного) объекта на регистр 2 последовательно подаются код исходного объекта и код направления, и работает схема 8 до включения триггера Т2 включительно. Триггеры ячеек памяти соединим через схему 8.1 с разрядными линиями канала связи передающего числа на регистр 3 (Р3) процессора. Используем для этого шину данных.

Схема 8.1. После определения адреса ячейки и включения триггера Т2 подаётся сигнал S13 разрешающий передачу числа (кода объекта) из ячейки в шину данных. Этот сигнал соединён с триггерами серии Т2 через серию л.н.11 "И", сигнал с выходов которых подаётся на л.н. "И" серии 12. Каждый л.н. "И" серии 12 соединён со своим разрядным триггером Т3n ячейки памяти и подаёт сигнал от включённого триггера в разрядную линию шины данных соответствующую номеру триггера ячейки памяти. Сигналы в разрядных линиях через л.н.13 "И", проверяющий наличие сигнала S13, включают триггеры регистра 3, на котором, в результате, будет код объекта записанного в ячейке памяти выбранной пространственной связи. Передача числа на регистр через л.н.13 нужна для согласования различных вариантов использования регистра и канала передачи данных.

ДЛЯ ВЫЗОВА СХЕМЫ НАЖМИТЕ ОДНУ ИЗ ЭТИХ КНОПОК.

Триггеры серий Т1 и Т2 надо сбросить (выключить) после записи кода объекта в ячейку памяти. Это можно сделать с помощью импульсных сигналов S14 и S15 проходящих по схеме 8.2. Основная линия, подающая идентифицированный код объекта на регистр 2, подаёт предварительно сигнал в сигнальную линию S14, которая имеет две части. Первая часть состоит из нескольких л.н. "И" серии 15 последовательно соединённых между собой. Их смысл в том, что сигналу нужно время для прохождения этих л.н. В течение этого времени сигнал S14 подаётся через л.н.14 "ИЛИ1" на входы В триггеров серии Т1 и выключает их. После прохождения серии л.н. 15 сигнал подаётся на л.н.14 и блокирует его. Параллельно сигнал продолжает основную линию и передаётся на регистр Р2 и в канал пространственных связей.

В момент идентификации нового объекта включены триггеры Т1 и Т2 в л.с. объекта воспринимавшегося перед ним и выключение Т1 не отменяет выбор ячейки для записи, так как выбор делает Т2. После выключения Т1 происходит запись кода объекта в ячейку памяти пространственной связи воспринимавшегося ранее объекта и происходит выбор новой л.с. соответствующей коду текущего объекта. При последующей подаче кода направления подаётся сигнал S15 от схемы генерации кода направления, который через схему аналогичную схеме сигнала S14 отключает триггеры серии Т2 и останется включённым только триггер Т1 в л.с. текущего объекта. После блокировки S15 произойдёт выбор ячейки для записи кода следующего объекта.

Будем называть совокупность л.с. содержащих пространственные связи объектов пространственным мотивом.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

Представление- это воспроизведение образа ранее виденного объекта, возбуждение зрительных нейронов входящих в его матрицу без восприятия самого объекта. Представление объектов выполняет разные функции. Оно участвует в конструировании новых образов объектов, объектных ситуаций и других процессах. Мы будем рассматривать роль представления в пространственной ориентации.

Допустим, Вы находитесь на работе или в учебной аудитории, проголодались и представили себе буфет или кафе, в котором обедаете. У Вас в голове появился слабый образ этого помещения. Если Вы часто ходите туда, то путь к нему находится в вашей "оперативной" памяти и Вы идёте не задумываясь о пути. Если Вы давно не посещали это кафе, то должны воспроизвести в голове, представить путь к нему от Вашего реального положения. Итак, Вы представили образ объекта, возбуждена его матрица, но это слабое возбуждение. Примем, что зрительный нейрон имеет два уровня возбуждения. Первый вызывается возбуждением от рецептора - это сильное ощущение, видимый образ объекта. Второй уровень вызывается возбуждением, получаемым от внутренних схем мозга - это слабое возбуждение, представляемый образ.

У нас есть несколько не пересекающихся образов одной матрицы, и надо определить какой из них будет воспроизводиться в представлении. Если бы была одна матрица, с которой можно было бы идентифицировать любой её образ или, если бы объекты были неподвижны, а носитель двигался бы по одним траекториям и видел одинаковые образы, то этого вопроса небыло бы. В машинной модели пространственной ориентации представление образа ненужно. Вернёмся ко второй (правой) части схемы 5.

ДЛЯ ВЫЗОВА СХЕМЫ НАЖМИТЕ ОДНУ ИЗ ЭТИХ КНОПОК.

Л.с. зрительных нейронов соединены с шиной данных и л.с. возбуждённых зрительных нейронов в момент восприятия и кодирования матрицы образа определяют выходы схем к числовым триггерам, соответствующим коду в шине. Сигнал будет на выходах соответствующих л.н. серии 3. Этот сигнал включит числовые триггеры в схемах. Каждый числовой триггер имеет вторую часть схемы 5. Если образ выбирается в качестве базового, то одновременно с сигналом S1, разрешающим работу л.с. зрительных нейронов, и сигналом S2, разрешающим включение числовых триггеров, подаётся сигнал S6 на серию л.н.5 "И", на вторые входы которых подаётся тот же сигнал, который включает числовой триггер. Этот сигнал выбирает те л.н.5 (а они есть у каждого числового триггера), которые соответствуют числовым триггерам выбранным по коду в шине. Выходы л.н.5 включают триггеры серии Т2, которые и фиксируют принадлежность нейронов к базовой матрице.

При работе представления происходит сброс в шину данных и на регистр 3 кода матрицы образа запомненной в ячейке направления пространственной связи и подаётся сигнал S1, разрешающий работу л.с. зрительного нейрона, и подаётся сигнал S7, разрешающий представление. Сигнал S7 подаётся на л.н.6 "И", на второй вход которого подаёт сигнал выход л.н.3, фиксирующий совпадение кода в шине и данного числового выхода л.с. Выход л.н.6 подаёт сигнал на л.н.7 "И" фиксирующий наличие Т2 в данном выходе л.с.(это значит, что нейрон принадлежит базовому образу объекта с искомым кодом для его представления). Выход л.н.7 даёт сигнал на слабое возбуждение зрительного нейрона и представление образа объекта.

Для определения пути к цели надо воспользоваться пространственными связями матрицы объекта, а для этого надо проводить выбор направления. Это можно сделать, используя понятия "направо", "налево" и т.д., но для этого надо описать работу понятийной системы. На чувственном уровне есть механизм мышечного курсора, который человек часто использует для ориентации, при котором некоторая (а у человека любая) мышца, выполняющая перемещение носителя или чати его тела, подаёт сигнал в канал регистра 2 на разрядные линии соответствующие коду направления выполняемого движения. Пусть это будут мышцы управляющие движением указательного пальца на правой руке.

Пространственная ориентация заключается в определении объекта (его матрицы) цели и последовательного извлечения из пространственного мотива кодов объектов по разным направлениям и составления из этих объектов и направлений движения программы движения к цели.

Вы представили кафе (мы рассмотрим далее вариант схемы выбора цели), в результате, на регистр 2 подан код этого объекта и выбрана его л.с. Затем повернули курсор (палец) вправо и на регистр 2 подаётся код направления, по которому в л.с. кафе выбирается ячейка памяти данного направления, из которой код запомненного объекта подаётся в шину данных. Из шины данных л.с. зрительных нейронов считывают этот код, и при подаче сигнала S7 происходит представление, слабое возбуждение его матрицы. Вы представите объект, находящийся справа от кафе (с матрицы самого кафе сигнал на слабое возбуждение снимается), и повторите процедуру с ним и т.д. Так Вы будете двигаться в представлении пока выбор направления не приведёт к выбору матрицы реально воспринимаемого объекта, входящего в объектную ситуацию (совокупность объектов окружающих носителя), к вашему реальному положению. Выбор направления выполняется отдельной схемой или программой с алгоритмом поиска. Например, идём сначала вправо, если нет выхода к рельному положению, тогда идём влево и т.д. Мозг запоминает в "оперативной" памяти последовательность смены направлений и объектов, относительно которых выполняются перемещения, оптимизирует их и выполняет при движении к цели. Всё, что делается с помощью оперативной памяти целесообразно выполнять с помощью обычных программ, но для этого надо иметь программируемый процессор, содержащий схемы выполняемых команд.