加速混沌系统稳定的新方法

哥廷根科学家的新发现表明机器人Amos的反应时间可以大大减少信用:Göttingen大学的Poramate Manoonpong和FlorentinWörgötter以及伯廷坦计算神经科学中心哥廷根研究小组开发了一种新的速度方法混乱系统的稳定当混乱威胁时,速度是必不可少的;例如,当心脏起搏器需要稳定不规则的心跳或机器人必须对从其环境中收到的信息做出反应这两种情况都要求在混乱的系统上施加稳定,有组织的状态

马克斯普朗克动力学和自组织研究所的科学家在哥廷根,伯恩斯坦计算神经科学中心哥廷根和哥廷根大学开发了一种加速控制的方法成功的关键:一种侵入性较小的方法,巧妙地利用系统的自然行为当Amos下方的地面开始上升时,昆虫机器人可以巧妙地适应不断变化的条件经过一会儿的犹豫,他自动切换步态并为他的六条腿选择不同的运动模式,适合攀爬斜坡

为此,阿莫斯的“大脑”,一个相对较小的网络与很少的电路,必须全速工作这个“思考过程”能加速吗

哥廷根的科学家们这么认为他们的计算表明阿莫斯的反应时间是如何显着减少的那样自主六足机器人是在三年前开发出来的,随后由理论物理学家Marc Timme领导的团队进行优化,他和他的研究小组一起工作

在马克斯普朗克动力学和自组织研究所,与哥廷根大学的机器人专家Poramate Manoonpong一起领导了这项新研究

然而,这种新方法不仅适用于Amos等机器人;基本上,它可以应用于需要一定程度控制的任何混沌系统“每个混沌系统都非常容易受到干扰”,Marc Timme解释说即使最小的外部变化也可能触发完全不同的行为在Amos的情况下,混沌意味着他的“大脑”会产生一个混乱的活动模式,信号在各个方向飞行

鉴于偶尔轻推,混乱的系统会稳定自己为了组织这种混乱的模式,系统需要帮助科学家们说“混乱控制”最常见使用的方法首先尝试计算系统在不久的将来的行为第二步是将这些信息转换成一个控制信号,用于纠正系统的发展 - 轻轻推动它恢复正轨但是,总部位于哥廷根的研究小组证明,减少干预可以更有效“诀窍是限制我们推动干预的次数系统走向所需的稳定状态“,Max Planck研究员Christian Bick说道

”通过让系统不时自由发展,我们可以更快地达到预期的效果“物理学家称之为自组织过程”乍一看,这种方法可能看似迂回“,Bick承认,然而,系统的自我稳定实际上非常有效和快速只需要偶尔的外部干预来确保系统选择的路径不偏离正确的轨道新方法可以快一千倍根据系统的不同,新方法可以轻松快100或1000倍,并且需要的干预措施要少得多“更重要的是,从理论上讲,这将使Amos能够稳定非常复杂的运动模式”,Timme补充说直到现在,一系列运动越复杂,从而各自的活动模式越复杂,模式越难稳定“我们的方法意味着我os可以选择之前不可行的新步态“到目前为止,新方法只是一个理论概念然而,下一步是尝试在现实世界中表现出来的Amos其他应用也是合理的,例如,混乱的地方控制用于稳定心律或操作混沌激光器出版物:Christian Bick等,“Stalling chaos control加速收敛”,2013,New J Phys,15,063038; DOI:101088 / 1367-2630 / 15/6 / 063038资料来源:Max Planck Institute图片:Göttingen大学Poramate Manoonpong和FlorentinWörgötter以及哥廷根伯恩斯坦计算神经科学中心

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