Алгоритмы с обратной связью
Что такое обратная связь и зачем она нужна?
До сих пор мы приказывали Роботу выполнить какую-то задачу, предполагая, что обстановка полностью известна: мы точно знаем сколько шагов до стенок, какую они имеют форму и где расположены. Мы не анализировали результаты действий Робота и обстановку на поле. Такой подход напоминает действия начальника, который отдает приказания, но не проверяет их выполнение, или шофера, который ведет машину с закрытыми глазами, полагаясь на свое знание дороги.
При решении сложных задач ситуация часто известна не полностью и надо анализировать обстановку, которая изменяется во время работы исполнителя. Человек очень часто не знает, сколько шагов ему надо пройти и не задумывается об этом, потому что он знает, куда он идет, то есть знает, где (при каком условии) остановиться.
Обратная связь – это информация об окружающей обстановке, которую исполнитель использует для выбора нужного варианта выполнения алгоритма..
Действие обратной связи можно описать такой схемой:
Обратная связь дает нам возможность контролировать результаты действий исполнителя во время его работы и следить за внезапными изменениями обстановки. Если обстановка и цель не совпадают, то блок Сравнение вырабатывает сигнал ошибки, на основе которого исполнитель получает команду на дальнейшие действия. После выполнения очередной команды обстановка меняется и снова сравнивается с желаемым результатом.
Как Робот использует обратную связь?
Робот имеет датчики, которые позволяют ему получать информацию об обстановке. Датчики определяют, например, есть ли стена в каком-то направлении. Чтобы использовать эту информацию в программе, в СКИ Робота есть специальные логические команды.
Логическая команда – это условие, которое может быть верным (истинным) или неверным (ложным).
У Робота есть датчики, которые позволяют определять, что находится в той клетке, где он сейчас находится, и в соседних клетках. Вот все логические команды Робота:
справа_стена справа_клумба справа_свободно
слева_стена слева_клумба слева_свободно
впереди_стена впереди_клумба впереди_свободно
сзади_стена сзади_клумба сзади_свободно
грядка база
Команды грядка и база определяют, есть ли грядка (или база) в клетке, где сейчас находится Робот.
П
ример
1 (задача z4-3.maz).
Роботу надо придти на Базу, которая
расположена на краю стенки. Расстояние
от Робота до стенки и длина стенки
неизвестны.
Сначала Роботу надо подойти к стенке. Если бы мы управляли Роботом вручную, то надо было бы поступать так:
выдать запрос впереди_свободно;
если Робот получил от датчиков ответ “нет”, то он выполнил задание и находится у стены;
если получен ответ “да”, то сделать шаг вперед и повторить весь процесс.
На втором этапе Роботу повернуться направо и идти вперед, пока он не придет на Базу. Заметим, что расстояние до Базы также неизвестно, но Робот с помощью логической команды база может обнаружить, что он уже пришел на место. Решение задачи в виде программы дано ниже в рамке.