正文

嵌套層級(jí)的優(yōu)點(diǎn)

失控 作者:(美)凱文·凱利


 

每一個(gè)單獨(dú)的生物個(gè)體內(nèi)都有一大群非生物的東西。將來(lái)有一天,每一臺(tái)單獨(dú)的機(jī)器內(nèi)也會(huì)有一大群非機(jī)械的東西。不管是哪種類(lèi)型的群體,他們都一方面各忙各的,另一方面又組成了一個(gè)新的整體。

布魯克斯寫(xiě)道:“包容結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一種將機(jī)器人的傳感器和執(zhí)行器連接起來(lái)的并行分布式計(jì)算。”這種架構(gòu)的要點(diǎn)在于將復(fù)雜功能分解成小單元模塊并以層級(jí)的形式組織起來(lái)。很多觀察家津津樂(lè)道于分布式控制的社會(huì)理想,聽(tīng)說(shuō)層級(jí)是包容結(jié)構(gòu)中最重要和最核心的部分時(shí),卻很反感。他們會(huì)問(wèn),難道分布式控制不就意味著層級(jí)機(jī)制的終結(jié)嗎?

當(dāng)?shù)∫粚訉优郎咸焯玫木胖靥鞎r(shí),他所攀爬的是一座地位的層級(jí)。在地位層級(jí)里,信息和權(quán)力自上而下地單向傳遞。而在包容或網(wǎng)絡(luò)層級(jí)架構(gòu)里,信息和權(quán)力自下而上傳遞,或由一邊到另一邊。布魯克斯指出,“不管一個(gè)代理或模塊在哪一個(gè)層級(jí)工作,他們均生來(lái)平等……每個(gè)模塊只需埋頭做好自己的事?!?/p>

在人類(lèi)的分布式控制管理體系中,某些特定類(lèi)型的層級(jí)會(huì)得到加強(qiáng)而非減小消失。在那些包含人類(lèi)節(jié)點(diǎn)的分布式控制體系內(nèi)更是如此――比如巨大的全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。許多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的活動(dòng)家大力鼓吹網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的新紀(jì)元——一種圍繞計(jì)算機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)建立起來(lái)的新紀(jì)元,認(rèn)為是時(shí)候拋棄那些等級(jí)森嚴(yán)的網(wǎng)絡(luò)了。他們的說(shuō)法既對(duì)又錯(cuò)。雖然那種專(zhuān)制的“自上而下”的層級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)趨于消亡,但是,若離開(kāi)了“自下而上”控制的嵌套式層級(jí),分布式系統(tǒng)也不會(huì)長(zhǎng)久。當(dāng)同層的個(gè)體之間相互影響時(shí),它們自然而然聚合在一起,形成完整的細(xì)胞器官,并成為規(guī)模更大但行動(dòng)更遲緩的網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)單元。隨著時(shí)間的推移,就形成了一種基于由下而上滲透控制的多層級(jí)組織:底層的活動(dòng)較快,上層的活動(dòng)較慢。

通用的分布式控制的第二個(gè)重要方面在于控制的分類(lèi)聚合必須從底部開(kāi)始漸進(jìn)累加。把復(fù)雜問(wèn)題通過(guò)推理拆解成符合邏輯的、互相作用的因子是不可能的。動(dòng)機(jī)雖好,但必然失敗。例如,合資企業(yè)中一些大而不當(dāng)?shù)墓?,其垮掉的可能性是非常高的;為解決另一部門(mén)的問(wèn)題而創(chuàng)生的大型機(jī)構(gòu),其本身也成了問(wèn)題部門(mén)。

數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)除法比乘法難,同樣道理自上而下的分類(lèi)聚合也不可行。幾個(gè)素?cái)?shù)相乘得出答案很容易,小學(xué)生就會(huì)做。但要對(duì)一個(gè)大數(shù)做分解質(zhì)因數(shù),最超級(jí)的計(jì)算機(jī)也會(huì)卡殼。自上而下的控制就如同將乘積分解成因子一樣困難,而用因子來(lái)得到乘積則非常容易。

相關(guān)的定律可以簡(jiǎn)明地表述為:必須從簡(jiǎn)單的局部控制中衍生出分布式控制;必須從已有且運(yùn)作良好的簡(jiǎn)單系統(tǒng)上衍生出復(fù)雜系統(tǒng)。

為了驗(yàn)證自下而上的分布式控制理論,羅切斯特大學(xué)研究生布賴恩?山內(nèi)[1]制作了一個(gè)號(hào)稱(chēng)“雜耍拋球”的機(jī)器胳膊。胳膊的任務(wù)是用拍子反復(fù)彈拍一只氣球。這只機(jī)器胳膊并沒(méi)有一個(gè)大腦來(lái)對(duì)氣球定位并指揮拍子移動(dòng)到氣球下方,再用適合的力量彈拍;相反,山內(nèi)將這些定位和控制力量的工作分散化了。最終的動(dòng)作平衡是由一群愚笨的“代理”組成的委員會(huì)來(lái)完成。

舉例來(lái)說(shuō),把“氣球在哪里?”這個(gè)最復(fù)雜的難題細(xì)分為幾個(gè)獨(dú)立的問(wèn)題,將其分散到許多微型邏輯電路中。某一個(gè)代理只考慮一個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題:氣球在觸手可及的范圍內(nèi)嗎?――一個(gè)相對(duì)容易操作的問(wèn)題。主管此問(wèn)題的代理對(duì)何時(shí)拍擊氣球一無(wú)所知,甚至也不知曉氣球在哪里。它的單一職責(zé)就是當(dāng)氣球不在胳膊上的攝像儀的視線內(nèi)時(shí)指令胳膊倒退,并持續(xù)移動(dòng)直到氣球進(jìn)入視野。由這些頭腦簡(jiǎn)單的決策中心所組成的網(wǎng)絡(luò)或社會(huì)就構(gòu)成了一個(gè)機(jī)體,能夠展現(xiàn)出非凡的敏捷性和適應(yīng)性。



·     [1] 布賴恩?山內(nèi)(Brian Yamauchi):美軍坦克自動(dòng)化研究、開(kāi)發(fā)及工程中心資助的第二階段小企業(yè)開(kāi)發(fā)新技術(shù)推動(dòng)計(jì)劃的首席機(jī)器人專(zhuān)家。該研究項(xiàng)目旨在發(fā)展高速遙控小型無(wú)人地面車(chē)輛。


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