Япончууд Турины өвлийн олимпийн өмнө уран гулгалтын эрэгтэй ганцаарчилсан төрөлд оролцох өөрийн орны тамирчдын ур чадварыг тухайн төрлөөр дэлхийд тэргүүлж буй гадаадын тамирчидтай харьцуулсан судалсан байна. Зорилго нь мэдээж тэргүүлэгч тамирчны ур чадварын нууцыг нээж түүнийг ялах. Уран гулгалтын төрөлд хамгийн өндөр оноо авч тухайн тамирчны нийлбэр оноонд голлох нөлөө үзүүлдэг хэсэг нь эргэлттэй үсрэлтийн үзүүлбэрүүд байдаг бөгөөд одоогоор олимп, дэлхийн аваргын тэмцээнд медал хүртэж буй тамирчдын ихэнх нь дөрвөн эргэлттэй үсрэлтийг амжилттай гүйцэтгэж байна. Дөрвөн эргэлттэй үсрэлтийг амжилттай хийхийн тулд хөлний байрлалыг зөв авч, үсрэлтийн хүчийг зөв чиглэлд төвлөрүүлэх, эргэлтийг бүрэн гүйцэтгэх, эргэлтийн дараа тэнцвэрээ зөв олж амжилттай газардах зэрэг цогц үйлдлүүдийг бүрэн гүйцэд хийх шаардлагатай байдаг.
Судалгааны хүрээнд уг эргэлттэй үсрэлтээр дэлхийд хамгийн сайн нь гэгдэх нэгэн тамирчины үзүүлбэрийн үед өндөр хурдны камер ашиглан бичлэг хийж судлажээ. Тэргүүлэгч тамирчны хувьд эргэлт эхлэхийн өмнө биеэ хагас эргүүлэн, үсрэлтийн үед биеийн тэнхлэг нэг шулуун дээр байрлаж байсан бол японы тамирчны хувьд үсрэлтийн өмнөх хөдөлгөөний хувиарлалт дутмаг, үсрэлтийн үед биеийн тэнхлэг шулуун шугаманд байрлаагүйгээс (өнцөг үүсгэн байрласан) эргэлтийн эзлэхүүн ихэсч, үүнээс шалтгаалан агаарын эсэргүүцлийн хүч нэмэгдэн, үсрэлтийг амжилтгүй гүйцэтгэх шалтгаан болж байгаа нь тодорхой болсон байна. Судалгааны үр дүнд тэргүүлэгч тамирчин биеийн тэнхлэгийг эргэлтийн хамгийн зохистой өнцөгөөр шулуун шугаманд хэрхэн байрлуулж чадаж байгаа нь сонирхол татсан бөгөөд энэ нь үнэндээ тамирчин тухайн шулуун шугам, өнцөгийг ямар нэгэн мэдрэмжээр мэдэрч хэрэгжүүлж байгаа бус, зөвхөн урт хугацааны дасгал сургуулилтын үр дүнд олж авсан ур чадварын үр дүн юм.
Манай жолооны сургуулиудад заагддаг жолоодлогын нэг гол дадлага нь гаражид ухарч орох үйлдэл байдаг. Шинээр суралцагчид гаражийг төлөөлүүлэн байрлуулсан шонгуудаар баримжаалан ухрах үйлдлийг гүйцэтгэх бөгөөд тэдэнд эхний шонг харах хүртэл чигээрээ ухрах, дараагийн шон харагдангуут тоормос гишгээд жолоогоо тултал эргүүлэх, дараа нь гурав дахь шон харагдах хүртэл хөдөлгөөнөө үргэлжлүүлэх гэх мэтчилан заадаг. Хэрэв аль нэгэн үйлдэл буруу хийгдвэл гаражид амжилттай орж чадахгүй бөгөөд үйлдийг дахин засах хэрэгтэй болно. Харин жолооны багш өөрөө ухрах үйлдэл хийх үед эхний шонг хараад бусад шонгуудыг харалгүйгээр маш хурдан хугацаанд нэг ч засваргүйгээр ухрах үйлдлийг гүйцэтгэж чаддаг. Энэ нь мөн л урт хугацааны дасгал сургуулилтаар олж авсан ур чадварын үр дүн бөгөөд багш шонгуудыг ямар нэгэн далд мэдрэмж, гуравдагч нүдээр харж буй хэрэг биш юм.
Ур чадварыг динамик талаас нь авч үзвэл хүн болон амьд амьтны бүхий л үйл хөдлөлд хамааруулан үзэж болох ойлголт бөгөөд робот судлал, мехатроникийн салбарын судлаач эрдэмтдийн сонирхлыг эртнээс татсаар ирсэн судлагдахуунуудын нэг юм. Хүний алхах, гүйхээс авахуулаад бүхий л үйл хөдлөл ур чадварын үр дүнд биелэлээ олдог. Үйл хөдлөл нь мэдрэхүйн эрхтэнүүд, мэдрэлийн систем, тархи, булчингийн үйл ажиллагаатай холбоотой маш нарийн, нийлмэл процесийн үр дүн боловч гар, хөл болон биеийн хөдөлгөөны траектор, давтамжыг ажигласнаар ур чадвар болон түүнийг эзэмших үйл явцын тухай ойлголтыг тодорхойлж болдог байна. 1997 онд японы эрдэмтэн Кавато хүний биеийн үйл 
хөдлөлийг динамикийн хувьд загварчилж, ур чадвар эзэмших үйл явц нь алдаан дээрээ суралцаx, алдааг арилгах зарчимаар явагддаг тухай "алдаанаас суралцах дүрэм" (Feedback error learning theory,
フィードバック誤差学習理論)-ийг боловсруулсан байна. Энэ дүрэм нь хожим олон судалгаа, туршилтын хүрээнд батлагдсан юм.
Нялх хүүхдийг ажиглавал маш олон төрлийн ур чадвар олох үйл явцыг ажиглаж болно. Жишээ нь хүүхэд ямар нэгэн тоглоом ойролцоо байгааг хараад гараа сунгаж, гартаа атган барьж аваад өөрлүүгээ ойртуулах үйлдлийг ажиглая. Эхний удаад хүүхэд гараа сунгах боловч тоглоомонд хүрсэнгүй. Үүний үр дүнд гараа арай илүү зайд сунгах шаардлагатайг ойлгоно. Хэд хэдэн удаагийн оролдлогын дараа тоглоомондоо хүрсэн ч тоглоом хуруунуудаас зөрж атгаж авч чадсангүй. Дараагийн хэдэн удаад гараа хангалттай зайд сунгаж, хуруугаа дэлгээд атгаж авч сурна. Энэ нь адил зайд, адил хэлбэртэй тоглоомын хувьд хүчинтэй бөгөөд өөр өөр зайд өөр тоглоом тавих бүрийд дээрх зарчимаар суралцах үйл явц дахин дахин давтагдан явагдана. Эцэст нь хүүхэд өөрийнх нь гар хүрэх ямар ч зайд байгаа ямар ч тоглоомыг авч сурах бөгөөд өөрөөр хэлбэл ойр байгаа зүйлийг гараараа авч өөртөө ойртуулах ур чадварыг эзэмшдэг.
Техникт эргэх (feedback) болон буцах (feedforward) холбоо гэдэг ойлголтууд байдаг. Эргэх холбоо нь суралцаж буй хүүхдийн дээрх жишээгээр дээр авч үзвэл тоглоомоо авч чадаагүйгээ харах мэдрэмжээрээ ойлгож мэдрээд дараагийн удаад үйлдэлдээ засвар оруулж байгаатай зүйрлэж болно. Өөрөөр хэлбэл мэдрэхүйн эрхтнийхээ тусламжтайгаар үйлдлийн үр дүнг ойлгож мэдрэн, түүнээс үндэслэн дараагийн үйлдэлдээ засвар оруулах процесс юм. Нэгэнт тоглоомоо авч сурсан тохиолдолд нэг удаад хараад гараа сунгах, атгах үйлдлүүдээ ямар нэгэн засваргүйгээр хийж сурсан байх бөгөөд өөрөөр хэлбэл энэ тохиолдолд үйлдэлд засвар оруулах шаардлагагүй буюу мэдрэхүйн эрхтэнүүд зөвхөн ажиглах, хянах үүргийг гүйцэтгэдэг. Хүний үйл хөдлөлийн хувьд Каватогийн дүрмээр аливаа суралцах үйл явц эргэх холбооны зарчимаар явагддаг бол ур чадвар хангалттай эзэмших үед буцах холбоо болон өөрчлөгддөг байна.
Тэргүүлэгч тамирчин болон жолооны багшийн жишээн дээр энэ зүй тогтолыг мөн адил ажиглаж болно. Япон тамирчны хувьд үсрэлт болгондоо бага зэргийн алдаа гаргаснаас тэр болгон дөрвөн эргэлттэй үсрэлтийг амжилттай гүйцэтгэж чаддаггүй байна. Харин дасгал сургуулилт хийх тусам өмнөх алдаандаасаа суралцаж, алдааны тоо бага багаар цөөрсөөр эцэстээ дөрвөн эргэлттэй үсрэлт хийх ур чадварыг эзэмшинэ. Нэгэнт ур чадвараа эзэмшсэн үед өмнөх алдаануудаа давтахгүй тулд алдаа тус бүрийн өмнөх үйлдлийг бүрэн гүйцэд гүйцэтгэж сурах бөгөөд тэргүүлэх тамирчинтай адилаар үсрэлтээ бүрэн гүйцэтгэж чаддаг болно.
Жолооны багшийн хувьд шонг харалгүйгээр үйлдлүүдийг гүйцэтгэж байгаа нь ямар тохиолдолд ямар алдаа гарахыг бүрэн тооцолж алдаанаас сэргийлж сурсан учир ухралтыг чадварлагаар гүйцэтгэж чадна. Жолоонд эхлэн суралцагчид шонгуудийн байрлалаас хамааран ямар үйлдэл хийхээ шийдвэрлэж байгаа учир эргэх холбоо, жолооны багш эхнийхээс бусад шонг огт харалгүйгээр ухрах үйлдэл гүйцэтгэж байгаа нь буцах холбоо ашиглагдаж байгаагийн илрэл юм.
Нэгэнт ур чадвар эзэмшсэн тохиолдолд эргэх холбоо огт хэрэггүй, өөрөөр хэлбэл хүний биеэр жишээ авч үзэхэд мэдрэхүйн эрхтэнүүд огт ашиглагддаггүй юу гэсэн асуулт гарч ирнэ. Ур чадвар эзэмшсэний дараа буцах холбооны зарчимаар үйл хөдлөл явагддаг ч гэсэн мэдрэхүйн эрхтэний анхны мэдээлэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хамгийн энгийн жишээ дурдахад та бид хүүхэд ахуй цагаасаа өөрт ойрхон байгаа ямар нэгэн зүйлийг гараа сунгаж барьж авах ур чадвар эзэмшсэн байдаг. Гэхдээ эхлээд харааны мэдрэхүйгээ ашиглан эд зүйлийн байрлалыг тодорхойлж, түүний үндсэн дээр ямар хэмжээний хүчээр ямар булчингаа хэрхэн хөдөлгөх талаархи тооцоолол тархинд явагдаж, тооцооны үр дүн мэдрэлийн системээр дамжин булчингуудын хөдөлгөөнд шилждэг.
Огт хараагүй, хойноо байгаа зүйлээ барьж авч чадахгүй нь ойлгомжтой. Харин нэг харсан зүйлээ нүдээ аньсан байлаа ч гараа сунгаад авч чаддаг. Энэ нь буцах холбооны үед ч ямар нэгэн мэдрэхүйн эхний мэдээлэл чухал үүрэгтэй гэдгийг харуулж байгаа юм. Харин нэг сонирхолтой зүйл нь хүний мэдрэхүйн эртэнээрээ авсан мэдээлэл тодорхой нөхцөлд л хүчинтэй байдаг явдал юм. Та ямар нэг зүйлийг нэг удаа хараад нүдээ ань, биеэ огт хөдөлгөлгүйгээр ямар ч хугацааны дараа нэг харсан зүйлээ барьж авч чадна. Гэтэл нүдээ аньсан хэвээрээ суудлаа эсвэл зогсож байгаа байрлалаа өөрчилсөн тохиолдолд эд зүйлсийг онож барьж авч чадахгүй. Энэ тохиолдолд харах мэдрэмжийн тусламжтайгаар үүссэн орон зайн мэдрэмж давхар ашиглагддагийг анзаарч болно.
Хүн, амьтны бүхий л хөдөлгөөнийг ур чадвартай холбож ойлгож болох тухай дээр дурдсан. Хоёр хөл дээрээ босоо байдлаар алхах ур чадварыг хамгийн төгс эзэмшсэн амьтан бол хүн юм. Нөгөө талаас хүний алхах хөдөлгөөнд оролцдог яс, булчин зэрэг бүх эрхтэн сисмтемүүд алхахад хамгийн сайн зохицсон байдаг. Иймд хэрэв хоёр хөл дээрээ босоо байдлаар тэгш, овгор товгор, өгсүүр, уруу, хатуу болон зөөлөн гадаргатай зэрэг олон төрлийн нөхцөлд алхдаг робот бүтээх гэж байгаа бол хүний алхах хөдөлгөөн болон үе мөч, эрхтэний бүтцийг дууриасан байдлаар бүтээвэл амжилттай болно. Хэрэв 6 хөлтэй алхдаг робот бүтээх гэж байгаа бол аалзны хөдөлгөөнийг судлах шаардлагатай болно гэсэн үг. Робот судлалд сүүлийн үед нэлээд сонирхол татаж байгаа зүйл нь роботод суралцах чадварыг эзэмшүүлэх явдал юм. Энгийн тэгш гадарга дээр алхаж чаддаг робот байлаа гэж бодоход тэгш бус гадаргаар алхаж чаддаггүй. Өөрөөр хэлбэл тэгш бус гадаргаар алхах ур чадвар эзэмшээгүй, эсвэл тийм зорилгоор бүтэгээгүй байна гэсэн үг юм. Ийм төрлийн гадаргаар алхуулж сургахын тулд хүний тэгш бус гадаргаар алхах чадварыг судлаж түүнийхээ үндсэн дээр роботоо өөрчлөх хэрэг гарна. Гэтэл дараа нь өгсүүр газраар алхах шаардлага гарлаа гэж бодоход дахиад л түүнд харгалзах ур чадварыг судлах, хэрэгжүүлэх гэх мэтээр эцэс төгсгөлгүй судлах, роботоо дахин дахин өөрчлөх шаардлагатай болно.
Тэгвэл зөвхөн бие эрхтэний бүтцийг дууриах бус дээр дурдсанаар ур чадвар эзэмших механизм болон ур чадварын динамик зүй тогтлыг мэдсэнээр түүнийг робот болон техникт хэрэгжүүлэх замаар бие даан ур чадвар эзэмших буюу суралцах чадвар бүхий робот техник бүтээх боломж бүрдэж байгаа юм. Эрхтэн системийн хувьд хүнийг дууриасан робот бүтээгээд янз бүрийн замаар өөрөө алхаж сурах, өөрөөр хэлбэл суралцах чадварыг эзэмшүүлэх явдал сүүлийн үед ихээхэн сонирхол татаж байна. Үүний тулд роботод хангалттай тооны мэдрэхүйн датчикуудыг суулгаж өгөх, тэдгээрийг ашиглан робот өөрийн үйлдэлдээ дүгнэлт хийж шаардлагатай бол засвар оруулах үйлдлийг хийж, үйлдлийн үр дүнг санах ойд хадгалах, уг мэдээллээ дараагийн үйлдлүүдийг амжилттай гүйцэтгэхэд ашиглах боломж бүхий программ хангамжийг суулгаж өгдөг болсон. Мөн ийм төрлийн программ хангамжийн хөгжүүлэлт олон хэлбэрээр явагдаж зөвхөн робот техник бус, хиймэл оюун ухаан зэрэг бусад олон салбаруудад өргөнөөр ашиглагдаж эхлээд байна.
Сүүлийн жилүүдэд робот болон автоматжуулалтын салбарын чиг хандлагад зарим үндсэн өөрчлөлтүүд ажиглагдаж эхэлж байна. 1990-ээд оны эхэн үе хүртэл судлаачид, эрдэмтэд, үйлдвэрлэгчид хамгийн хурдан, хамгийн том, хамгийн өндөр үзүүлэлттэй робот болон төхөөрөмжүүд бүтээж өрсөлддөг байсан бол сүүлийн үед зөвхөн тооны хойноос хөөцөлдөх бус, ур чадвартай, үр ашигтай төхөөрөмж, технологи бүтээхэд чиглэсэн судалгаанууд олноор хийгдэж байгаа нь дээр дурдсан ур чадвар болон түүний эзэмших зүй тогтлыг ойлгож мэдсэний үр дүн юм.
Мехатроник, Робот техник
0 сэтгэгдэл:
Сэтгэгдэл үлдээх