Проверили рефлекс уклонения мухи на пригодность для автономного борта

В прошлый раз предложили встроить коннектом мухи MaleCNS v1.0 в контур автономности катера. Теперь - что подтвердилось замерами. Взяли самый быстрый рефлекс мухи, уход от мухобойки, и прогнали его импульсной сетью на процессоре: от 880 до 59 365 нейронов реального мозга, до 540 повторов на вывод, у каждого результата - контрольная группа.

Муха не рассчитывает траекторию. Она не считает время до столкновения и не предсказывает, куда летит угроза. Взлёт запускается, когда предмет в поле зрения вырастает до порогового размера: в модели около 43 град, у живой мухи в опытах примерно 40 град. Для борта это триггер уклонения по одной камере без дальномера: объект вырос в кадре - пора уходить.

Порог должен зависеть от скорости сближения. У сети он смещается сам: 66 град при сближении 0.5 м/с и 29 град при 8 м/с - чем быстрее угроза, тем меньше размер, на котором срабатывает уход. Регулятор с одним фиксированным порогом пропускает удар в 37 случаях из 540 (6.9%), сеть - в 5 (0.9%). Формулу с порогом от скорости ещё не проверяли - возможно, хватит и её.

Точная схема мозга на борту не нужна. Случайная сеть с той же статистикой связей даёт тот же результат: 4 пропуска из 540 против 5, разница не больше 2.2 п.п. (95% ДИ). Веса тоже вторичны: их разброс плюс-минус 35% сдвигает срабатывание на ударе 8 м/с с 26 до 24 мс до контакта, а ошибка общего усиления на 25% - с 24.6 до 7.1 мс при 7 мс на взлёт. Калибровать надо усиление.

Как проверять заявления про «биоподобный» контроллер. Типовой довод: перемешали связи - сеть замолчала - значит, биологическая схема незаменима. Так, например, в drosophila-brain-mlx. Довод ложный: перемешивание размазывает сильные связи по слабым, и сигнал не добирает до порога. Подняли вход в 1.8-3.1 раза - сеть снова работает, в 16 условиях из 16. Требуйте контроль с выровненным входом и проверку эквивалентности с допуском, объявленным заранее. Паритет с простым правилом до нас видели FLY-lab и Dhiman, разбора ложного довода в открытых работах мы не нашли.

Урезка сети под борт меняет сам прибор. Вырезка «от глаза к выходу» сохраняет 36.7% входа нейрона-триггера, из них торможения всего 3.7% - порог ничем не настроить. Вырезка «назад от выхода» - 75.3%, и торможение работает: при вчетверо усиленном торможении срабатывание на ударе 12 м/с сдвигается с 14.7 до 7.6 мс до контакта. Резать надо от выхода назад.

Уклонение не смешивается с курсом, а перекрывает его. Каналы побега и руления в мозге не соединены ни одним синапсом и встречаются только на трёх нейронах ниже, в брюшной нервной цепочке. Канал угрозы даёт своим нейронам 31.5% входа, канал курса - 2.5%, в 12.6 раза меньше. Модель «сумма команд» объясняет ответ сети на 40%, модель «угроза включает канал целиком, руль почти не влияет» - на 99.9%. Это приоритетный канал безопасности поверх навигации, а не взвешенная сумма. Оговорка: в симуляции учтено лишь примерно 4% входа этих трёх нейронов.

Прикладной итог:
⚙️ Коннектом - справочник архитектуры: какой канал главный, где стоит порог, что с чем соединено. Готовой прошивкой он не является.
⚙️ На борт - формула или небольшая сеть с откалиброванным усилением.

Поправка к прошлому посту: веса не +1/-1. Знак - от типа медиатора, величина - целое число по доле синапсов во входе нейрона.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX