生物センシング 4

フィードバックとジェームズ・ワット

こうしてみてくると、制御システムがどうして生体反応によく似て
いるかが理解できる。1947年、アメリカの数学者ウィーナーによっ
て提唱された｢サイバネティクス｣などは、まさにこの理解からしか
出発しえなかっただろう。

彼は｢ある目的を達成するために構成された組織だったシステム｣を
考えるとき、そこでは情報がどのように伝送され、どう処理されて
結果を招来しているかが重要だと考えた。それは生物も機械も同様
であるとするところに彼の提唱の特色がある。

そして生物の場合でも機械の場合でも、通信、制御、情報処理とい
う本質的な問題は同一であり、統一的な立場から研究すべきものだ
とするのが彼の学説である。

彼がサイバネティクスの中で用いた｢フィードバック｣という概念は
制御に欠かすことのできない概念だが、実はその初めての機械的応
用を行ったのは産業革命期のジェームズ・ワットであった。

彼が考案した｢遠心調速機｣と呼ばれるものは、遠心力を用いて機器
速度を調節するもので､これが工業的に用いられた最初の｢フィード
バック制御｣機構だといわれている｡それはこういう仕組みである。

蒸気機関の回転数に応じてそこに付けられている振り子が遠心力の
強弱で上がり下がりするような仕組みを作る。そしてこの上下の具
合で機関に蒸気を送るパイプのバルブが動くような仕組みを作ると
こういうことが起こる。

回転数が上がって振り子が上がっていくとこれに連動した仕組みで
バルブが引き上げられ、パイプが閉まり始めて蒸気量が減り機関は
減速する。するとまたバルブが下がり蒸気量が増加して機関が活発
化し回転速度が上がる。こうした制御をフィードバックと呼ぶ。

フィードバックとは､｢結果に含まれる情報を原因に反映させ、調節
をはかる｣仕組みである。このとき､振り子の振る舞いがセンシング
の役割を果たしている。振り子の回転数による上下という位置情報
を選択することによってバルブの反応が起こされているからだ。い
わば機器制御の記念すべき出発点であったといえよう。

[5]へ続く