211service.com
Dueflygere
Hånd som setter en due inn i misslen B.F. Skinner Foundation
Mens andre verdenskrig raste på 1940-tallet, utspilte et oppgjør mellom missilstyringssystemer seg i bygning 20, hjemmet til det nylig etablerte MIT Radiation Laboratory. Rad Lab-teamet bygde i hemmelighet mikrobølgeradarteknologier for å støtte de allierte troppene, med fokus på deteksjon: flylokaliseringsteknologier og målsøkende eksplosiver. Men i Midtvesten hadde psykologen B. F. Skinner laget en alternativ plan: i stedet for å bygge veiledningsteknologier, hvorfor ikke la dyr med medfødte målsøkende evner gjøre veiledningen? Han begynte å trene duer til å styre bomber.
Skinner så på ideen som en logisk forlengelse av årene brukt på å studere dyreatferd. Han hadde allerede utført sine nå kjente rotteeksperimenter, som viste at atferd kan kontrolleres ved å manipulere miljøforhold, og han visste at hvis kompliserte jobber ble delt inn i enkle komponenter, kunne dyr gitt nok tid (og godbiter) mestre dem stykke for stykke . Den amerikanske hæren brukte allerede trente duer for levering av meldinger. Hvorfor ikke for bombelevering også?
I månedene etter Hitlers bombing av Warszawa i 1939, lurte Skinner, som da var professor ved University of Minnesota, på om defensive missiler som ble sluppet fra store høyder kunne ta ut angrepsfly i luften. Mens han var på et tog, så han fugler som fløy i formasjon og tenkte at løsningen kanskje ventet på meg i min egen bakgård.
Men først måtte han lære fugler å gjenkjenne mål. Skinner kuttet tåen ut av en sokk og skled en due inn, mens hodet stakk ut enden. Vingene holdt fast og bena bundet med skosnor, ble fuglen festet til en trekloss og plassert i et apparat festet til en elektrisk talje som kunne bevege seg opp og ned, og til et spor som løp over taket og nedover Skinners vegg. Ved å dytte strategisk plasserte lette stenger, kunne duen styre utstyret opp eller ned, til høyre eller venstre.
Skinner satte opp et hengende okseøye som holdt en kopp korn og flyttet gradvis startpunktet til duens styreutstyr bort fra den, og lærte til slutt fuglen å stille seg rett foran målet mens den ble trillet over rommet.
I mellomtiden gjorde MIT-forskere sine egne gjennombrudd. Forskning på mikrobølgeradarforsvarssystemene hadde begynt ved Rad Lab kort tid etter at National Defense Research Committee hadde opprettet det tidlig i 1941. I 1942 kom NDRCs etterfølger, Office of Scientific Research and Development (OSRD) – som ble ledet av Vannevar Bush , EGD '16, en tidligere dekan ved MIT School of Engineering – lanserte sin avdeling for guidede missiler ved Rad Lab.
Det guidede missilteamet fokuserte på å utvikle målsøkingsmissiler som kunne bæres eksternt på høytflygende fly. Gjennom 1942 bygde de flere eksperimentelle systemer, inkludert ett for den guidede glidebomben kjent som Pelican. Project Pelican ble designet for å lede en mottaker i bombens nesekjegle til en bakkebasert sender som fungerer som et mål. Rad Lab gjorde radargjennombrudd innen områder som navigasjon og luft-til-overflate-fartøydeteksjon. Men hundrevis av (bombefrie) testflyvninger senere var guidede missilsystemer fortsatt upålitelige.
På slutten av 1942 hadde Skinner bedt om OSRD-midler til dueforskning to ganger, og to ganger hadde blitt avvist. En medforsker nevnte arbeidet for ledere ved General Mills, og selskapet ga Skinner 5000 dollar og plass i en gammel melmølle for å utvikle prosjektet slik at det kunne bevises for myndighetene. Skinner, flere studenter og en General Mills-ingeniør begynte å teste hvordan tilbakeholdne duer presterte under ekstreme flyforhold. Etter å ha oppdaget at undermatede fugler holdt seg matfokusert blant endringer i temperatur, trykk, akselerasjon, støy og vibrasjoner, begynte de også å tenke ut måter å gjøre presisjonshakking til presisjonsbombing.
Teamet bygde et apparat for å trene fire fugler samtidig. Hver due ble spennet og plassert i en tett innhegning med en fire-tommers åpning nær fuglens nebb. Åpningen inneholdt en gjennomskinnelig plate med et bilde av et mål projisert fra en linse utenfor innhegningen. Lysstråler dannet en X der duen skulle slå, og mens den hakket, falt korn ned på tallerkenen. Mens målet beveget seg over synsfeltet, beveget duene hodet for å fortsette å hakke rett på midten av målet – og holde maten på vei. (Skinner skulle senere innse at cannabis gjorde duer nesten fryktløse, og erstattet kornet med hampfrø.) OSRD tildelte General Mills $25 000 for å utvikle Project Pigeon for the Pelican, som var designet for å fly uten radikalt å endre retning. Hvis et duestyringssystem kunne flytte bomben bare noen få grader mot målet mens den falt, ville det øke nøyaktigheten.
Skinners team bygde en flerfugleenhet med tre linser, tre skjermer og trykkkammer for tre tilbakeholdte fugler som hadde blitt opplært til å gjenkjenne luftbilder av et mål. Forutsatt å forvente at korn til slutt ville falle, hakket fuglene flittig på mål som ble projisert på skjermene. Hver skjerm hadde luftventiler plassert på nord-, sør-, øst- og vestkantene. Når målbildet beveget seg bort fra midten (og hakking gjorde det også), ble luft på motsatt side av platen sluppet ut, og utløste pneumatiske sensorer og sendte retningssignaler for å flytte glidebombens finner. For å unngå feil måtte to av de tre fuglene bli enige før systemet endret retning. Teamet bygde en simulator som etterlignet Pelican sin styring.
Tidlig i 1944, etter å ha fått vite at OSRD ikke hadde fornyet kontrakten sin, dro Skinner til MIT for å vise forskerne i Building 20 hva de manglet. I en direkte demonstrasjon fulgte fuglene målet med suksess, og hakket raskt og hardt nok til å holde bildet innenfor 3 grader fra midten av skjermen. Reaksjonene var blandede. Mens servomekanismeingeniør (og fremtidig MIT Graduate School-dekan) Harold Hazen '24, SM '29, SCD '31, sa at duene var bedre enn radar, tvilte andre på at Skinners testforhold nøyaktig simulerte en glidebombe under flukt og sa at det ville være for vanskelig å finjustere servomekanismen som knytter hakken til styringen. I stedet for å overbevise OSRD om å fornye Project Pigeons finansiering, beviste demoen det Skinner selv en gang hadde observert: En due var lettere å kontrollere enn en fysikalsk forsker som tjenestegjorde i en komité.
Project Pigeon ble skrinlagt til fordel for en annen lovende dyreinspirert bombe. I mai 1944 begynte et team ledet av National Bureau of Standards, inkludert en Rad Lab-forskningsgruppe ledet av Ralph Lamm og Perry Stout, å teste flaggermusbomben - et missil som sendte ut elektrisk stråling og brukte ekkolokalisering for å estimere avstanden fra et mål. Det fortsatte med å bli det første helautomatiske guidede missilet som ble utplassert i kamp.
Eksperimentell psykolog Franklin V. Taylor, som da drev Naval Research Lab i Washington, DC, restartet Project Pigeon kort i 1948 etter å ha sett en film av Skinners fuglepiloter. Teamet hans festet gullelektroder til duenes nebb og projiserte målbildene på ledende skjermer som overførte hakkene deres til elektroniske signaler, og erstattet de pneumatiske kontrollene. Men prosjektet ble kansellert i 1953 ettersom andre elektroniske veiledningssystemer ble mer pålitelige.
Selv om duestyrte bomber aldri tok flukt, sto Skinner ved forskningen. Kall det en kjip idé om du vil, skrev han i et sammendrag av prosjektet publisert i 1960. Det er en jeg aldri har mistet troen på.