211service.com
Duivenpiloten
Hand die een duif in de raket steekt B.F. Skinner Foundation
Terwijl de Tweede Wereldoorlog woedde in de jaren veertig, vond er een confrontatie plaats tussen raketgeleidingssystemen in gebouw 20, de thuisbasis van het onlangs opgerichte MIT Radiation Laboratory. Het Rad Lab-team bouwde in het geheim microgolfradartechnologieën om de geallieerde troepen te ondersteunen, met de nadruk op detectie: technologieën voor het lokaliseren van vliegtuigen en het vinden van explosieven. Maar in het Midwesten had de psycholoog B.F. Skinner een alternatief plan verzonnen: waarom zouden we, in plaats van begeleidingstechnologieën te bouwen, dieren met aangeboren homing-vaardigheden niet laten leiden? Hij begon duiven te trainen om bommen te besturen.
Skinner zag het idee als een logische verlenging van de jaren die hij besteedde aan het bestuderen van het gedrag van dieren. Hij had zijn inmiddels beroemde rattenexperimenten al uitgevoerd, waaruit bleek dat gedrag kan worden gecontroleerd door omgevingscondities te manipuleren, en hij wist dat als gecompliceerde taken werden opgedeeld in eenvoudige componenten, dieren die voldoende tijd (en traktaties) kregen, ze stuk voor stuk zouden kunnen beheersen . Het Amerikaanse leger gebruikte al getrainde duiven voor het bezorgen van berichten. Waarom niet ook voor bombezorging?
In de maanden na Hitlers bombardement op Warschau in 1939, vroeg Skinner, die toen professor was aan de Universiteit van Minnesota, zich af of defensieve raketten die van grote hoogte werden afgeworpen, aanvalsvliegtuigen in de lucht konden uitschakelen. Terwijl hij in een trein zat, zag hij vogels in formatie vliegen en dacht dat de oplossing misschien in mijn eigen achtertuin op me wachtte.
Maar eerst moest hij vogels leren doelen te herkennen. Skinner sneed de teen uit een sok en stopte er een duif in, zijn hoofd stak uit het uiteinde. Vleugels tegengehouden en poten vastgebonden met schoenveters, werd de vogel vastgebonden aan een houten blok en in een apparaat geplaatst dat was bevestigd aan een elektrische takel die op en neer kon bewegen, en aan een spoor dat over het plafond en langs de muur van Skinner liep. Door strategisch geplaatste lichtgewicht hengels te duwen, kon de duif het apparaat omhoog of omlaag, naar rechts of naar links sturen.
Skinner zette een hangende roos op die een kopje graan vasthield en verplaatste geleidelijk het startpunt van het stuurapparaat van de duif ervan weg, en leerde de vogel uiteindelijk om zich direct voor het doelwit uit te lijnen terwijl het door de kamer werd gereden.
Ondertussen maakten MIT-onderzoekers hun eigen doorbraken. Onderzoek naar de radarverdedigingssystemen met microgolven was begonnen in het Rad Lab kort nadat het National Defense Research Committee het begin 1941 had opgericht. In 1942 volgde de opvolger van de NDRC, het Office of Scientific Research and Development (OSRD), dat werd geleid door Vannevar Bush , EGD '16, een voormalig decaan van de MIT School of Engineering, lanceerde zijn divisie voor geleide raketten in het Rad Lab.
Het team voor geleide raketten richtte zich op het ontwikkelen van doelraketten die extern op hoogvliegende vliegtuigen konden worden gedragen. Gedurende 1942 bouwden ze verschillende experimentele systemen, waaronder een voor de geleide glijbom die bekend staat als de Pelican. Project Pelican is ontworpen om een ontvanger in de neuskegel van de bom naar een zender op de grond te leiden die als doelwit fungeert. Het Rad Lab zorgde voor radardoorbraken op gebieden als navigatie en detectie van lucht-tot-grondschepen. Maar honderden (bomvrije) testvluchten later waren geleide raketsystemen nog steeds onbetrouwbaar.
Tegen het einde van 1942 had Skinner twee keer OSRD-gelden aangevraagd voor duivenonderzoek en twee keer afgewezen. Een collega-onderzoeker noemde het werk aan leidinggevenden van General Mills, en het bedrijf gaf Skinner $ 5.000 en ruimte in een oude meelfabriek om het project te ontwikkelen, zodat de haalbaarheid ervan kon worden bewezen aan de overheid. Skinner, verschillende studenten en een ingenieur van General Mills begonnen te testen hoe ingehouden duiven presteerden onder extreme vliegomstandigheden. Toen ze ontdekten dat ondervoede vogels voedselgericht bleven te midden van veranderingen in temperatuur, druk, versnelling, geluid en trillingen, begonnen ze ook manieren te bedenken om precisiepikken om te zetten in precisiebombardementen.
Het team bouwde een apparaat om vier vogels tegelijk te trainen. Elke duif werd ingespannen en in een strakke omheining geplaatst met een opening van 10 cm bij de snavel van de vogel. De opening bevatte een doorschijnende plaat met een afbeelding van een doel geprojecteerd door een lens buiten de behuizing. Lichtstralen vormden een X waar de duif zou toeslaan, en terwijl hij pikte, viel het graan op het bord. Terwijl het doelwit over het gezichtsveld bewoog, bewogen duiven hun hoofd om direct op het midden van het doelwit te blijven pikken - en het eten te laten komen. (Skinner zou later beseffen dat cannabis duiven bijna onbevreesd maakte en het graan verving door hennepzaad.) De OSRD kende General Mills $ 25.000 toe om Project Pigeon voor de Pelican te ontwikkelen, die was ontworpen om te vliegen zonder radicaal van richting te veranderen. Als een geleidingssysteem voor duiven de bom slechts een paar graden in de richting van het doel zou kunnen bewegen terwijl deze viel, zou dat de nauwkeurigheid vergroten.
Het team van Skinner bouwde een eenheid met meerdere vogels met drie lenzen, drie schermen en drukkamers voor drie vastgehouden vogels die waren getraind om luchtopnames van een doelwit te herkennen. Geconditioneerd om te verwachten dat het graan uiteindelijk zou vallen, pikten de vogels ijverig naar doelen die op de schermen werden geprojecteerd. Elk scherm had luchtkleppen aan de noord-, zuid-, oost- en westrand. Toen het doelbeeld van het midden weg bewoog (en pikken ook), kwam er lucht aan de andere kant van de plaat vrij, waardoor pneumatische sensoren werden geactiveerd en richtingssignalen werden verzonden om de vinnen van de glijbom te bewegen. Om fouten te voorkomen moesten twee van de drie vogels akkoord gaan voordat het systeem van richting veranderde. Het team bouwde een simulator die de besturing van Pelican nabootste.
Begin 1944, nadat hij hoorde dat OSRD zijn contract niet had verlengd, ging Skinner naar MIT om de onderzoekers in Gebouw 20 te laten zien wat ze misten. In een live demonstratie volgden de vogels het doelwit met succes, waarbij ze snel en hard genoeg pikten om het beeld binnen 3 graden van het midden van het scherm te houden. De reacties waren gemengd. Terwijl servomechanisme-ingenieur (en toekomstige decaan van de MIT Graduate School) Harold Hazen '24, SM '29, SCD '31 zei dat de duiven beter waren dan radar, betwijfelden anderen of Skinners testomstandigheden nauwkeurig een glijbom tijdens de vlucht simuleerden en zeiden dat het te moeilijk om het servomechanisme te finetunen dat het pikken met de besturing verbindt. In plaats van OSRD te overtuigen om de financiering van Project Pigeon te vernieuwen, bewees de demo wat Skinner zelf ooit had opgemerkt: een duif was gemakkelijker te beheersen dan een natuurwetenschapper die in een commissie zat.
Project Pigeon werd opgeschort ten gunste van een andere veelbelovende op dieren geïnspireerde bom. In mei 1944 begon een team onder leiding van het National Bureau of Standards, waaronder een Rad Lab-onderzoeksgroep onder leiding van Ralph Lamm en Perry Stout, met het testen van de Bat-bom - een raket die elektrische straling uitzond en echolocatie gebruikte om de afstand tot een doelwit te schatten. Het werd de eerste volledig automatisch geleide raket die in gevechten werd ingezet.
Experimenteel psycholoog Franklin V. Taylor, die toen het Naval Research Lab in Washington, DC leidde, startte Project Pigeon in 1948 kort opnieuw op na het zien van een film van Skinner's vogelpiloten. Zijn team bevestigde gouden elektroden aan de snavels van de duiven en projecteerde de doelbeelden op geleidende schermen die hun pikken in elektronische signalen overbrachten, ter vervanging van de pneumatische bedieningselementen. Maar het project werd in 1953 geannuleerd omdat andere elektronische geleidingssystemen betrouwbaarder werden.
Hoewel door duiven geleide bommen nooit zijn gevlogen, stond Skinner achter het onderzoek. Noem het een gek idee als je wilt, schreef hij in een samenvatting van het project dat in 1960 werd gepubliceerd. Het is er een waarin ik nooit het vertrouwen heb verloren.