homeostat

- model fizyczny imitujący zjawisko homeostazy i samoorganizacyjne funkcje mózgu. Skonstruowany przez W. R. Ashby'iego w 1948 h. był pierwszym i jednym z prostszych urządzeń technicznych obdarzonych ultrastabilnością. H. imituje wzajemne oddziaływanie organizmu i otoczenia poprzez pętle sprzężeń zwrotnych, przy czym zapewniają one stabilność układu o niezmienionej strukturze w ograniczonym przedziale zmienności oddziaływania otoczenia. Jeśli zmiany nie mieszczą się w tym przedziale i układ nie jest w stanie zachować stabilności, zaczyna on dokonywać w swej strukturze zmian o charakterze skokowym, "poszukując" w sposób losowy takiej nowej struktury, aby mogła ona zapewnić układowi stabilność w nowym (również ograniczonym) przedziale zmienności. H. składa się z czterech skrzynek - bloków, z których każdy sprzężony jest z trzema pozostałymi oraz samosprzężony z samym sobą.

Ujemne sprzężenia zwrotne zapewniają stabilność układu Ponadto każda ze skrzynek zawiera urządzenie zwane wybierakiem, które pozwala na 25 różnych nastawień odpowiadających różnym wartościom oporności i pojemności obwodów. Wybieraki zaczynają działać w przypadkach, gdy zakłócenia, wywołane ingerencją z zewnątrz, osiągną określoną granicę. Zmiany w położeniach wybieraków dokonują się w sposób losowy, zmieniając skokowo strukturę układu. Działanie wybieraków ustaje z chwilą natrafienia metodą prób i błędów w przebiegu funkcji skokowych na taką zmianę, która zapewnia układowi stabilność. Skrócenie czasu poszukiwania stanu zapewniającego równowagę osiąga się poprzez zwiększenie prawdopodobieństwa przejścia do tego stanu drogą rozbicia zbioru zmiennych podlegających wpływom zakłóceń na klasy, tworzące jakgdyby podukłady ultrastabilne o niewielkiej liczbie zmiennych. Sposób ten zastosował Ashby na szerszą skalę w budowie multistatu. Dzięki nadmiarowi organizacji h. potrafi powrócić do równowagi nawet przy tak poważnych zakłóceniach, jak wyłączenie poszczególnych elementów, blokowanie części ruchomych, czy odwracanie kierunku prądu. Imituje on dążenie organizmu do utrzymywania stanu równowagi wewnętrznej, niezależnie od zmian warunków środowiska, drogą zmian w swej strukturze, a w ogólniejszym ujęciu zachodzące w przyrodzie procesy regulacji na przemian ciągłej i skokowej. H. może być również traktowany jako model ultrastabilnych właściwości układu nerwowego, a w szczególności mózgu, oraz w ograniczonym zakresie model uczenia się, a ściślej zapamiętywania, a także zmienności filogenetycznej jako procesu przystosowawczego (ewolucja organizmów). H nie może jednak imitować procesu stopniowego gromadzenia doświadczeń i rozwijania umiejętności. Zmiana warunków powoduje skokową reakcję przystosowawczą w postaci znalezienia nowej struktury i zniszczenia nierzadko doszczętnego, poprzedniej struktury, gdy w mózgu zapis nowej informacji nie zaciera uprzednio zapisanych (ścieralność). Wyłącznie losowy charakter zmian przystosowawczych i brak możliwości gromadzenia doświadczeń sprawia iż h. nie modeluje procesu samodoskonalenia się, zakres zaś właściwości samoorganizacyjnych ogranicza się do kształtującego oddziaływania otoczenia na strukturę układu. H. jest urządzeniem elektromechanicznym, którego mechaniczne części cechuje duża bezwładność i stąd osiągnięcie celu (równowagi) drogą prób i błędów wymaga nieraz wielu godzin, a nawet dni. Powolne tempo działania ułatwia jednak śledzenie przebiegu procesów przystosowawczych, co m.in. nadaje urządzeniu wartość dydaktyczną. H. typu elektronicznego użyty został przez Ashby'iego jako element konstrukcyjny multistatu. [K.Bo.]