Гомеостат

Гомеостат (от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — состояние, неподвижность) — самоорганизующаяся система, моделирующая способность живых организмов поддерживать некоторые величины (например, температуры тела) в физиологически допустимых границах.

Английский кибернетик У. Р. Эшби, изобретатель гомеостата, сконструировал его (1948) в виде устройства, состоящего из четырёх магнитных систем, имеющих перекрёстные обратные связи.

Каждая связь регулируется при помощи кольцевого реостата с отводами, которые переключаются при перемещениях магнитов и обеспечивают системе несколько сотен тысяч различных состояний.

При неустойчивом состоянии магниты перемещаются, случайно изменяя схему соединений гомеостата, отыскивая новое положение, при котором достигается состояние устойчивого равновесия.

Гомеостат обладает способностью самоорганизации, то есть может в известной степени обучаться и приспосабливаться формами своего поведения к устойчивому равновесию с окружающей средой при некоторой случайности во внутреннем строении (например, при изменении параметров, связей с окружающей средой, частичной поломке).

Гомеостаз (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Американский физиолог Уолтер Брэдфорд Кэннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которое поддерживают большинство устойчивых состояний организма». В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы.

Слово «гомеостазис» можно перевести как «сила устойчивости».

Цель гомеостата – поддержание в системе оптимальных параметров функционирования и развития.

Свойства гомеостата – способность осуществлять отслеживание (контроль) параметров всех элементов и компонентов системы, и при их отклонении (флуктуации) от заданных, за пределы допустимых отклонения возвращать в оптимальное состояние.

Функции: гармонизировать взаимодействие процессов функционирования и развития системы.

Пример: система мотивации персонала в организации.

Механизмы гомеостаза: обратная связь

Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.

o Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.

o Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).

2. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.

o Например, в нервах пороговый электрический потенциал вызывает генерацию намного большего потенциала действия. Свёртывание крови и события при рождении можно привести в качестве других примеров положительной обратной связи.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи.

Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность».

Контролёр

Контроллер (калька с англ. controller — регулятор, управляющее устройство) — устройство управления в электронике и вычислительной технике:

· Игровой контроллер

· Контроллер домена

· Контроллер прерываний

· Контроллер электрического двигателя (например у машинистов электричек)

· Микроконтроллер — однокристалльный микрокомпьютер, управляющий различными устройствами и их отдельными блоками.

· Программируемый логический контроллер — устройство управления для промышленности, транспорта и других технологических систем

Контролировать - следить за правильностью выполнения каких-либо действий, течения процессов, развития прогрессий с целью получения планируемого результата.

Это необходимо, чтобы обеспечить оптимальное функционирование и развитие системы.