Уильям Грей Уолтер

Уильям Грей Уолтер
Рожденный	19 февраля 1910 г. Канзас-Сити, Миссури , США
Умер	6 мая 1977 г. ) ( 1977-05-06 ) ( 67 лет Клифтон, Бристоль , Великобритания
Гражданство	США (место рождения), Великобритания [объясните статус]
Известный	Мозговая волна , Дельта-волна , Альфа-волна , Автономный робот
Супруг	Вивиан Дови
Научная карьера
Поля	Робототехника , нейрофизиология

Уильям Грей Уолтер (19 февраля 1910 — 6 мая 1977) — американского происхождения британский нейрофизиолог , кибернетик и робототехник .

Ранняя жизнь и образование

Уолтер родился в Канзас-Сити , штат Миссури , США, 19 февраля 1910 года и был единственным ребенком Минервы Лукреции (Маргарет) Харди (1879–1953), американской журналистки, и Карла Вильгельма Уолтера (1880–1965), британского журналиста, который работал над « Канзас-Сити Стар» в то время . Его родители познакомились и поженились в Италии, а во время Первой мировой войны семья переехала в Великобританию. Родословная Уолтера была немецко-британской по отцовской линии и американско-британской по материнской линии. Он был привезен в Англию в 1915 году, получил образование в Вестминстерской школе с интересом к классике и науке и поступил в Королевский колледж в Кембридже в 1928 году. Он окончил третий класс по первой части (1930) и первый класс по физиологии по второй части. трипо естественных наук (1931).

Ему не удалось получить исследовательскую стипендию в Кембридже, и поэтому он занялся фундаментальными и прикладными нейрофизиологическими исследованиями в больницах Лондона с 1935 по 1939 год, а затем в неврологическом институте Бристольском с 1939 по 1970 год . Он также проводил исследовательскую работу. в Соединенных Штатах , в Советском Союзе и в других местах Европы . Он был женат дважды, имел двух сыновей от первого брака и одного от второго. По словам его старшего сына Николаса Вальтера , «политически он был левым, коммунистом попутчиком- до Второй мировой войны и сторонником анархистов после нее. Всю свою жизнь он был пионером в области кибернетики . В 1970 году он получил черепно-мозговую травму в результате аварии на мотороллере. Он так и не выздоровел полностью и умер семь лет спустя, 6 мая 1977 года.

Мозговые волны

В молодости на Вальтера большое влияние оказали работы русского физиолога Ивана Павлова . Он посетил лабораторию Ганса Бергера , который изобрел электроэнцефалограф , или ЭЭГ , для измерения электрической активности мозга. Уолтер создал свои собственные версии машины Бергера с улучшенными возможностями, которые позволяли ей обнаруживать различные типы мозговых волн — от высокоскоростных альфа-волн до медленных дельта-волн, наблюдаемых во время сна .

В 1930-х годах Уолтер сделал ряд открытий с помощью своих ЭЭГ- аппаратов в Неврологическом институте Бердена в Бристоле . Он был первым, кто с помощью триангуляции определил поверхностное расположение самых сильных альфа-волн в затылочной доле (альфа-волны берут начало в таламусе глубоко внутри мозга ). Уолтер продемонстрировал использование дельта-волн для обнаружения опухолей головного мозга или поражений, вызывающих эпилепсию . Он разработал первую машину для топографии мозга, основанную на ЭЭГ , используя массив ЭЛТ с высоким коэффициентом усиления со спиральным сканированием, подключенных к усилителям .

Во время Второй мировой войны Уолтер работал над технологией сканирующего радара и управляемыми ракетами , что, возможно, повлияло на его последующую альфа-волнового гипотезу сканирования активности мозга.

В 1960-х годах Уолтер также открыл эффект случайных отрицательных вариаций (CNV), при котором отрицательный всплеск электрической активности появляется в мозгу за полсекунды до того, как человек сознательно осознает движения, которые он собирался совершить. Любопытно, что этот эффект ставит под сомнение само понятие сознания или свободы воли человека и его следует рассматривать как часть общего времени реакции на события.

Эксперименты Уолтера со стробоскопическим светом, описанные в книге «Живой мозг» , на разработку «Машины снов» вдохновил художника Брайона Гайсина и техника Яна Соммервиля , устройства, которое превратилось в электронные устройства, известные как « мозговые машины» .

Роботы

См. также: Черепаха (робот)

Самой известной работой Грея Уолтера было создание первых электронных автономных роботов . Он хотел доказать, что богатые связи между небольшим количеством клеток мозга могут вызывать очень сложное поведение — по сути, секрет того, как работает мозг, заключается в том, как он устроен. Его первые роботы , которых он называл Machina speculatrix. и названные Элмер и Элси , были построены между 1948 и 1949 годами и часто описывались как черепахи. из-за их формы и медленной скорости движения - и потому, что они «научили нас» секретам организации и жизни. Трехколесные роботы-черепахи были способны использовать фототакси , с помощью которого они могли найти дорогу к станции подзарядки, когда у них заканчивался заряд батареи.

В одном эксперименте Уолтер поместил свет на «нос» черепахи и наблюдал, как робот наблюдал за собой в зеркале. «Оно начало мерцать», — написал он. «Чирикает и прыгает, как неуклюжий Нарцисс». Уолтер утверждал, что, если бы это было замечено у животного, это «можно было бы принять как свидетельство некоторой степени самосознания».

Одну из черепах модифицировали (получив псевдонаучное название Machina docilis ) и к ее простому одноклеточному «мозгу» добавили одну, а затем две условные рефлекторные цепи, с помощью которых их можно было научить простому поведению, похожему на поведение Ивана Павлова . собак Эту черепаху звали КОРА . Одно из них заключалось в том, что удар означал еду, в то время как свист означает еду, а когда такой свист обусловлен, сам по себе он означает удар. Когда он добавил еще одну схему, настроенную на свист другой высоты, это могло стать свистом, означающим удар, свист означает еду, и это заставляло животное «бояться» всякий раз, когда еду ему предлагали . Уолтер исправил это поведение, отключив два дополнительных контура, и черепаха снова стала спекулянтом-Машиной . Условно-рефлекторное поведение позже было помещено в статическую настольную модель, также известную как CORA .

Более поздние версии Machina speculatrix были выставлены на Британском фестивале в 1951 году. Уолтер подчеркивал важность использования чисто аналоговой электроники для моделирования процессов мозга в то время, когда его современники, такие как Алан Тьюринг и Джон фон Нейман, обращались к взгляду на психические процессы с точки зрения цифровых вычислений . Его работа вдохновила последующие поколения исследователей робототехники, в том числе Родни Брукса , Ганса Моравца и Марка Тилдена . Уолтера Современные воплощения черепах можно найти в виде робототехники BEAM .

В 2000 году оригинальная черепаха была выставлена ​​в Музее науки в Лондоне, Великобритания . В 1995 году этого робота также воспроизвели доктор Оуэн Холланд и Ян Хорсфилд. Бристольской лаборатории робототехники с использованием некоторых оригинальных деталей. Оригинальная черепаха, представленная на Британском фестивале, находится в коллекции Смитсоновского института .

Документы Уолтера, включая его письма, фотографии и вырезки из прессы, составляют часть архива Бэрдена, хранящегося в библиотеке и архивах Музея науки в Музее науки Ротона в Ротоне .

Частная жизнь

Фотография, подчеркивающая Уильяма Грея Уолтера, а не Вивиан Дови, около 1943 года.

Уолтер был женат дважды. Его первой женой была Кэтрин Моника Рэтклифф (1911–2012), дочь Сэмюэля Керкхэма Рэтклиффа (1868–1958), бывшего члена исполнительного директора Фабианского общества . У них было два сына Николас Харди Уолтер (1934–2000) и Джереми Уолтер, которые стали физиками. После того как пара рассталась в 1945 году и развелась в 1946 году, их детей воспитывала мать Моника и ее второй муж, из Кембриджского университета ученый Арнольд Бек .

Второй женой Уолтера была рентгенолог Вивиан Дови (1915–1980). Они поженились в Бристоле в 1947 году. и у них был один ребенок, Тимоти Уолтер (1949–1976), прежде чем они расстались в 1960 году и развелись в 1973 году. Было отмечено, что Уолтер и его организация придерживались предвзятого мужского мнения о своей работе. Вивиан Дови была активным сотрудником, но ее изображали как жену или помощницу, которая заботилась о нем.

С 1960 по 1972 год Уолтер жил с Лоррейн Джозефин Олдридж (урожденной Донн), бывшей женой Кита Олдриджа. Вивиан Дови жила с Китом Олдриджем и позже взяла его фамилию после развода.

Книги и статьи

• Электромеханическое животное , Диалектика (1950) 4(3):206—213.
• Имитация жизни , Scientific American (1950) 182(5):42—45.
• Машина, которая учится , Scientific American (1951) 185(2):60–63.
• Живой мозг , WW Norton & Company , Нью-Йорк (1953) ISBN   978-0393001532
• Живой мозг , Дакворт , Лондон, 1953 год.
• Живой мозг , [1953], Пингвин , Лондон, 1961.
• Случайное негативное изменение: электрический признак сенсомоторной ассоциации и ожидания в человеческом мозге , Nature (1964) 203:380-384.
• Грей Уолтер: пионер реальной искусственной жизни , Голландия, Оуэн Э. *Материалы 5-го Международного семинара по искусственной жизни, Кристофер Лэнгтон, редактор, MIT Press , Кембридж, 1997, ISBN   0-262-62111-8 , стр. 34–44
• Мир Уолтера , New Scientist , 25 июля 1998 г.
• Черепаха и машина любви »: Грей Уолтер и политика электроэнцефалографии», Хейворд, Родри, «Наука в контексте» (2001) 14 (4): 615–642
• «Кривая снежинки», Нортон, 1956. Также опубликовано в Великобритании как «Дальнейшие перспективы», Лондон: Дакворт, 1956. Научно-фантастический роман о парадоксах и снежинке Коха .
• Часовня экстремального опыта: краткая история стробоскопического света и машины мечты , Нью-Йорк: Soft Skull Press (2003)

Внешние ссылки

• Онлайн-архив фотографий Грея Уолтера , Университет Западной Англии
• Онлайн-архив Грея Уолтера. Архивировано 9 октября 2008 г. в Wayback Machine , Университет Западной Англии.
• Краткая рецензия на научно-фантастический роман Грея Уолтера «Кривая снежинки».
• Machina Speculatrix Уильяма Грея Уолтера — она же Черепаха на луче Robotics Wiki
• Полная история черепах Грея Уолтера