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Homöostat & Co.
#1
Ich hatte vor einiger Zeit mal unserem damaligen User "Moki" was von Homöstaten erzählt.

http://include.php?path=forum/showthread...ntries=977

Diese Anwendung der Kybernetik ist lustig, weil man mit sehr begrenzten Mitteln (zum Beispiel reicht die Programmierung eines FPGAs) Systeme erzeugen kann, deren Verhalten kaum von "echten" Lebewesen unterscheidbar ist.


Nur für Interessierte


Diese Systeme können lernen, können bestraft werden und können sich so in ihre Umwelt einfügen, dass sie möglichst wenig Bestrafungen erleiden.
 
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#2
Das Problem beim Homöstaten ist jedoch, dass er "zeitlos" ist. Er bemüht sich nur um einen stabilen Zustand im Hier und Jetzt. Er hat keine Erinnerung und keine Erwartung.

Einfache schrittweise Lösungen wie "ich öffne den Schrank, entnehme den Hammer und öffne damit dann die Nuss" sind für ihn schwer bzw. unerreichbar. Derartige Lösungsfolgen sind aber auch bei realen Lebewesen durchaus eine Herausforderung. Hunde sollen das gerade noch schaffen. Katzen aber nicht mehr. Insofern sollte ein simpler Homöstat erstmal reichen.

Wo kann man einen Homöostaten einsetzen?

Nun... ein Homöostat sucht den Frieden. Wenn man ihn mit einem Lenkrad und einem Antrieb und einem Mikrofon ausstattet, so wird er in einer Diskothek erst ruhen, wenn er einen (nicht aber unbedingt den) ruhigsten Punkt erreicht hat.

Wenn man seine Sensorik mit ein paar Aktienkursen koppeln würde und seine Ausgangs-LEDs "kaufen" oder "verkaufen" zeigen, so würde er wahrscheinlich Kursgewinne erreichen. Nicht aber unbedingt optimale Gewinne.

Er hat halt nicht die Präzision eines Computers. Ein Homöostat ist eher ungenau. Aber genau dadurch eben (oft - nicht immer) hocheffektiv.

Ich denke, dass man einen Homöostaten am besten mit einer Fahrmechanik und ein paar Sensoren kombinieren sollte. Viele Sensoren brauchen es allerdings nicht zu sein, weil der Homöostat fehlende Sinne sozusagen automatisch ausgleicht. Tatsächlich kann man nachweisen, dass in seinem Inneren ein Abbild der Umwelt entsteht. Selbst dann, wenn er nur einen einzigen (Bestrafungs)-Sensor hätte. Allerdings wird das Abbild der Umwelt genauer, wenn mehr Sensoren vorhanden sind.

Stellen wir uns mal eine Amöbe vor. Sie wird da wegschwimmen, wo es ihr unangenehm ist. Um das festzustellen, hat sie ein paar Sensoren für ihre Umwelt. Man kann also eine Amöbe vertreiben, wenn man ihre Umwelt unwirtlich gestaltet. Und man kann sie mit einem freundlichen Umfeld anlocken. Genau das (und kein Stück mehr) ist das Grundprinzip sämtlicher Lebensformen, die wir kennen!

Ab und an wird die Gewichtung der Sensoren mal umgestellt. In periodischen Zeiten der Fortpflanzung werden andere Sensoren priorisiert als in den Zeiten der Nahrungsbeschaffung. Auch dies sollte in einem guten Homöostaten enthalten sein. Er sollte wechselweise Hunger bekommen (Ladestation), müde werden (Nachts), poppen wollen (doof, wenn man nur einen erschuf) oder neugierig sein.

Das hört sich alles kompliziert an. Ist es aber wirklich nicht. Das "Leben" ist - aus kybernetischer Sicht - eigentlich recht überschaubar. Es ist die Suche nach der Zufriedenheit.
 
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#3
Mir schwirren selbstorganisierende Netze, Synapsen und und Neuronen im Kopf herum... Es gibt schon schöne Simulationen und Verfahren. Aber man steht offensichtlich noch immer (ich hatte mich vor 40 ? Jahren schon einmal dafür interessiert und es kam mir z.Zt. noch vieles bekannt vor) ganz am Anfang.

Dabei ist der Aufwand überschaubar. Um zum Beispiel Volti auf der Straße zu erkennen, bräuchte mein Kopf 100ms. Da jede Nervenzelle mit gemütlichen 1ms Reaktionszeiten "rechnet", sind also (maximal) 100 Rechenschritte für eine umfangreiche Bildanalyse nötig. Ich hab dann nicht nur den Namen "Volti" zugerordnet sondern zeitgleich Bilder im Kopf wie er zum Beispiel Gitarre spielt, seinen Kanisterverstärker, ja sogar seine Schaltbilder. Es ist unfassbar, mit welch langsamen Schaltgliedern unser Hirn grandiose Leistungen erreicht.

Ein wesentliches Merkmal ist dabei wohl die Vernetzung von Recheneinheiten. Im Gehirn ist die Vernetzung dynamisch. Synapsen verbinden sich dynamisch mit anderen Neuronen. Ich denke hin und her, finde aber in unserer verfügbaren Technologie keinen eleganten Weg, wie man diese dynamische Verdrahtung hinbekommen soll.

Die KI-Forscher offensichtlich auch nicht, denn sie verschalten erstmal alles mit Allem und gewichten dann die einzelnen Verbindungen. Das ist natürlich irre, weil die Systeme so unnötig komplex werden.

Aber wie kann man ein System dynamisch verdrahten? Das ist IMHO eine Schlüsseltechnologie für selbstorganisierende Netze. Das muss man zuerst lösen.

Erst dann können sich Neuronen "Freunde" suchen und sich mit ihnen verlinken.
 
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#4
http://ccl.northwestern.edu/netlogo/ Schnuckelig Heart
 
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#5
Gut. Vom Prinzip her ist das also der Trick. Man braucht dumme und uniforme Einheiten, die sich untereinander vernetzen können und dann eine so "Schwarmintelligenz" ausbilden.

Dynamische Vernetzung muss sein. Führt absolut nichts drumrum. Aber wie kriegt man das per Hardware hin? (Softwarevernetzung kann ich auch...)

Verdummich noch eins... mir fällt nix ein motz
 
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#6
Wir haben an der Uni mal ein "dummes Neuron" gebaut. Rolleyes

 
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#7
Naja... einer CPU reicht ein ALU. Wenn man serialisiert, so reicht auch ein Neuron, was nach und nach das ganze Netzwerk durchrechnet. Also dann doch nur virtuelle Software-Synapsen... Sad
 
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#8
Mich überzeugt das alles nicht. Was sind "neuronale Netze" nur für ein unendlicher Dreck. Viele Gelabere auf "wichtigen" Vorträgen. U.a. steckt das MPI auch mit drin.

Aber wenig Funktionalität. Das kanns noch nicht sein. So funktioniert das Nervensystem nicht. Jede Qualle kanns besser. Das erinnert mich alles an die "Expertensysteme" von 1985 (da war ich auch mit drin).

Aber die hochdotierten "Forscher" maßen sich allen Ernstes an, über die Funktionsweise des menschlichen Gehirns spekulieren zu dürfen. Forscher in Anführungszeichen, weil das nun schon die 3. Generation von KI-Forschern ist und man immer noch keinen (wesentlichen) Schritt weiter kam.

Aber darum gehts ja nicht. Im Moment werden Forschungsgelder verteilt. Da kommen sie alle rudelweise aus ihren Löchern.
 
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#9
Ich hab in meiner Mikrowelle nur mit Hilfe einer Auflaufform einen Zero-Transistor-Homöostat mit industry-leading Standby-Verbrauch entwickelt. Mal sehen obs für Stockholm reicht.
 
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#10
Schon Fördergelder beantragt? klappe lachend
 
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#11
Meine Hühnersuppen... Heart Heart Heart Heart Heart

Zitat:Dendritenwachstum mit Petra Wahle

Neurone vernetzen sich miteinander ? das klingt simpel, ist aber ein hochkomplexer Prozess mit vielen Faktoren. Prof. Petra Wahle von der Ruhr-Universität Bochum erklärt, wie Glutamat die Zelle im sich entwickelnden Hirn kitzelt und am Leben hält.
 
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#12
Das ist soooo erbärmlich....

http://www.youtube.com/watch?v=0Str0Rdkxxo
 
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#13
Ich stelle mir ein System wie folgt vor:

Jedes Neuron besteht aus einem Controller. Ein paar Neuronen betreuen die Augennerven (Foto-BJTs), Tastsensoren, vielleicht auch noch nen Lagesensor und ein Mikro.

Deren Ausgänge (jedes Neuron besitzt einen Ausgang, der auf mehrere Neuronen aufzweigen kann) gehen auf die Muskelneuronen, also die Neuronen, die die Beinchen steuern.

Ein dazwischenliegendes Gehirn wirds erstmal nicht geben. Diese Vereinfachung hab ich bei mir selbst abgeguckt...

Und dann gucken wir mal weiter...
 
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#14
STM32F030. ADC, USART, 16 oder 32kB, Analog Window Watchdog, uvm.
48 MHz, bei 8MHz unter 10mA Stromverbrauch, Stückpreis ~40ct. So einen könnte ich mir gut als "neuron" vorstellen...
 
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#15
Ich hab hier noch nen Sack alter PICs rumliegen. Die müssen mal benutzt werden...
 
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#16
Ein Neuron is m.E. nur ein "Line-Driver" mit Impuls-Burt-Generator.

http://www.sumanasinc.com/webcontent/ani...ology.html

Hier die Abhnadlung von nem Studiumskollegen.

https://stromrichter.org/d-amp/content/i...Neuron.pdf

Die Schaltung Abb.5/6/9 ist von mir. Rolleyes

Vom Rest distanziere ich mich. (Vorallem von der Grammatik)
 
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#17
SEHR interessant... überrascht

Danke! Heart
 
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#18
Nachtrag:

Ich bin (im vorherigen Beitrag) nicht in die Tastatur gefallen.

Wenn du noch mehr Kram braucht, ich kann auch den ganzen Vorlesungsordner hochladen. Da sind die Skripte + LTSpice-Simus usw. dabei.

Wie interessant das ist weiss ich nicht, ich hab das nicht belegt.
 
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#19
Ne... mach Dir mal meintwegen keine Mühe. Ich weiß schon grob, wie man Leben erschaffen kann...

[Bild: Annex%20-%20Karloff,%20Boris%20%28House%...%29_01.jpg]
 
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#20
Das geht auch einfacher:

[Bild: 1857_1400257563_LiveLeak-dot-com-d7a35dcf36b8-2.jpg]
 
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