Э. отличается от бионики направленностью исследований и воссозданием эмерджентных свойств коллектива взаимодействующих технических и биологических систем. Бионика, возникшая в нач. 1960-х гг., своим девизом избрала принцип «живые прототипы – ключ к новой технике». Казалось, достаточно использовать многие идеи и конструктивные решения, заложенные в живых системах, – и можно будет создавать принципиально новые технические конструкции. Такой путь оказался тупиковым. Метод простой аналогии без разработки глубокой теоретической основы, лежащей за рамками чисто технической проблематики, не мог привести к существенным результатам. Со временем энтузиазм, связанный с традиционным бионическим подходом, постепенно стал угасать. Однако исследования в области робототехники, искусственного интеллекта, информационных технологий, теории технических систем возродили на новом уровне интерес к биоподобным техническим системам. Более того, стало очевидным, что закономерности развития современных технических систем близки к закономерностям развития биосистем. Появились такие понятия, как техноценозы, биотехноценозы, социотехноценозы и т. п. С др. стороны, исследования в области биологии (от молекулярной биологии до теории биосферы) дали очень много для разработки новых идей в области техники.

Другим, весьма важным импульсом разработки концепции Э. послужила опасность грядущего экологического кризиса. Одна из наиболее важных задач Э. – разработка технических систем, органически встраиваемых в биосферные (экологические) процессы. При этом предполагается разработка таких технологических процессов, которые не выводили бы из равновесия всю структуру сложных взаимосвязанных экологических процессов.

Можно выделить 5 уровней разработки экобионических систем: 1) биологический, связанный с созданием адаптационных механизмов и их поддержкой при взаимодействии человека и биологической инфраструктуры биосферы (напр., создание иерархии биосферных заповедников, изолированных от техногенных источников воздействия на среду); 2) биотехноценозный – создание экологически замкнутых биосферных структур, обладающих автономностью и определенными целевыми установками; каждый техноценоз должен быть хорошо согласован с деятельностью биогеоценоза в рамках которого он создается; 3) техногенный – разработка технических систем, создаваемых на принципах самоорганизации; такие системы должны иметь определенные свойства живых систем, а их «жизнедеятельность» должна органично включаться в биосферные процессы; 4) биосоциальный – разработка и согласование технических и социально-технических структур в единые экобиосоциальные комплексы; 5) психологический – разработка теории деятельности технических систем с учетом взаимодействия коллективов людей и экобионических систем; в перспективе создание новой информационной техники повлечет за собой и создание психологических теорий, связанных с исследованием и реализацией систем искусственного разума.

Проблема создания экобионических систем тесно связана с проблемой взаимодействия человек – машина. Эта проблема имеет много аспектов, из которых наиболее важные социальный, психологический и эргономический аспекты. Колоссальный скачок в развитии информационной техники и средств связи, а также систем управления, привел к принципиально новому взгляду на технические системы и их взаимоотношения с человеком. Технические системы приобретают характер социотехноценозов. Уже нельзя рассматривать создание технических сиcтем вне контекста социальных и психологических проблем. Это особенно актуально в связи с катастрофической информационной активностью в семиосфере. При этом компьютерная техника играет двоякую роль, являясь и причиной, и средством укрощения информационного взрыва. Эта ситуация требует тщательного исследования социальных и психологических аспектов взаимодействия человека и информационных систем.

Особо отметим несколько направлений экобионических моделей, связанных с проблемами психологии. 1. «Искусственная жизнь» – это направление, возникшее в нач. 1980-х гг., бурно развивается, используя идеи, которые сформировались в нач. 1960-х гг. в рамках теории клеточных автоматов. Большую роль в этом направлении сыграли работы в области синергетики и теории эволюционных алгоритмов. 2. «Нейроинтеллект» – направление, тесно примыкающее к предыдущему направлению и связанное с исследованиями по созданию нейроподобных вычислительных систем, обладающих способностью к самообучению и формированию совместно с человеком решений в сложных ситуациях. 3. «Глобальный мозг» – направление, связанное с исследованием коллективного интеллекта человечества, объединенного с помощью информационных и сетевых (Интернет) технологий в единую интеллектуальную систему. (Ю. Т. Каганов)

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИКА (англ. ecological optics) – один из самых радикальных подходов к исследованию зрительного восприятия, который разрабатывал Дж. Гибсон. Понятийный аппарат Э. о. сильно отличается от традиционной психологии. Понять принципы восприятия можно лишь при условии изучения не физического мира, каким его описывают физики, а мира экологического, который определяется формами жизнедеятельности организма в непосредственной среде его обитания. Абстрактным физическим понятиям пространства и времени в Э. о. не нашлось места. Вместо пустого пространства и времени организм воспринимает взаиморасположение предметов и последовательность реальных событий. Восприятие – это процесс активного и непрерывного извлечения информации из окружающего мира. Восприниматься могут инварианты и возмущения в объемлющем оптическом множестве. Органом восприятия является не сетчатка глаза и связанный с нею мозг, а целостная перцептивная система, в состав которой входят глаз, голова и тело, способное передвигаться по земле.

Гибсон резко критикует созерцательно-сенсуалистические теории взаимно-однозначного соответствия между объектом и его изображением. Организм не может созерцать целостное изображение, проецируемое на сетчатку и передающееся в мозг. Такой подход ничего не объясняет, т. к. предполагает наличие крошечного человечка в голове, «гомункулюса», способного анализировать это изображение. Др. подход предполагает поэлементную передачу деталей изображения с непосредственным выходом на исполнительные органы, но при этом возникает сверхсложная задача создания феноменального окружающего мира из отдельных ощущений. Э. о. отвергает как передачу целостных изображений в мозг, так и необходимость обработки и интерпретации сенсорных данных, поскольку восприятие не основано на ощущениях. См. Теория непосредственного восприятия.

Вполне достаточный объем информации о взаимном расположении предметов представлен в параметрах оптического множества и воспринимается непосредственно. Эти параметры являются не физическими свойствами стимулов (интенсивность, размер, форма и т. п.), а экологическими свойствами более высокого порядка (взаимоотношения, градиенты), которые единственным способом связываются с восприятием внешнего мира. Несмотря на динамические изменения окружающей обстановки и изображения на сетчатке, некоторые характеристики информации остаются постоянными и называются инвариантами. Примерами подобных инвариантов являются градиент текстуры и фокус экспансии.

Так, извлечение непосредственной информации о глубине связано с восприятием текстурированных поверхностей. В зависимости от расстояния между наблюдателем и поверхностью изменяется величина текстурных элементов и их плотность в зрительном поле. Если поверхность наклонена к наблюдателю под определенным углом, то текстурные элементы на ее ближнем крае будут выглядеть крупнее, чем на дальнем. Постепенное изменение величины и плотности текстурных элементов Гибсон назвал градиентом текстуры, и он непосредственно указывает наблюдателю направление удаления поверхности. С т. зр. Гибсона, градиент текстуры нельзя отнести к разряду признаков глубины, т. к. последние требуют дополнительной ментальной обработки для получения информации о внешнем мире; они имеют отношение только к воссозданию объемных свойств по картинным изображениям.