רובסטיות
|
|
רובסטיות (באנגלית: Robustness) או איתנות היא תכונה של עצם, אלגוריתם או של מערכת מפזרת המגדילה את הסיכוי של המערכת לשמור על המבנה והתפקוד שלה למרות שינויים (לעיתים בלתי צפויים או גדולים) בנסיבות, או כוח חיצוני שמשנה את הפרמטרים של הנישה שבה המערכת נמצאת. היא יכולה להיות מוגדרת גם בתור אי-רגישות של מודל לשינויים קטנים בתנאי הסביבה.
משמעות נוספת למילה רובסטיות היא מבנה מאסיבי שעמיד ללחצים או מתחים מכאניים פיזיים ולתנאי סביבה קשים. משמעות זו נפוצה בעיקר בתחום הבניין, מורפולוגיה של יצורים חיים או הנדסה של מערכות. הגדרה זו מתייחסת ללחצים הפיזיים הישירים כאל השינוי הסביבתי והיא לכן מקרה מיוחד של ההגדרה הכוללת יותר.
רובסטיות באה בדרך כלל על חשבון תכונות אחרות של מערכת - כמו מידת היעילות האנרגטית שלה (כמה אנרגיה היא דורשת למשימה נתונה), הזמן בו לוקח למערכת לבצע משימות, הניידות או הזריזות שלה ועוד.
ניתן לבצע הבחנה בין רובסטיות - היכולת לשמור על תפקוד למרות שינויים בנסיבות, לעומת עמידות או חוסן - היכולת לחזור לשיווי משקל בריא לאחר התרחשות של משבר.
תחומי יישום
התייחסות לרובסטיות של מערכת קיימת במספר תחומים:
- בפיזיקה - רגישות של מערכת פיזית להפרעות חיצוניות הוגדרה כיציבות -יכולת שלה לחזור לשיווי משקל למרות הפרעה חיצונית קטנה. או היציבות של שיווי משקל. קופסת גפרורים שלמה יכולה להיות ב-3 מצבי שיווי משקל בתנאי כבידה - כאשר היא נשענת על אחת מ-6 פאות שמתחלקות לשלוש זוגות פאות. זוג אחד של פאות (הפאות הרחבות ביותר) מקיימות שיווי משקל יציב שבו גם דחיפה קטנה של הקופסה תחזיר אותה לאותו מצב (שכיבה על אותה פאה), שני הזוגות האחרים של הפאות הן בעלות שיווי משקל לא יציב שבו דחיפה קטנה של הקופסה מזיזה אותה לשיווי המשקל היציב של השענות על הפאה הרחבה ביותר.
- בפיזיקה - ההגדרה מורכבת יותר כאשר עוברים למערכות עם מימדים של שינוי על פני זמן וכאוס. פרפר לורנץ היא מערכת פשוטה של 3 נעלמים במשוואות לא לינאריות. במערכת זו קיימים שתי נקודות שיווי משקל אבל המערכת לא נמצאת לעולם בתוך נקודות אלה, אלה רק סובבת ב"מושך" סביבן. למרות זאת המערכת רובסטית בהיבטים חשובים שלה - אמנם שינוי קטן של התנאים הספציפיים של מצב המערכת יכולים "לזרוק" את המערכת מנקודת שיווי אחד לנקודה השנייה, אבל מעבר לכך המערכת מפגינה רובסטיות חזקה - כל המסלולים של המערכת ינועו באותם מושכים סביב אותן שתי נקודות שיווי משקל.
- בביולוגיה רובסטיות מוטנטנית המידה שבה הפנוטיפ של אורגניזם נשאר קבוע למרות מוטציות בגנים.
- בתחום הבקרה (הנדסה) - בקרה רובסטית (Robust control)
- בתחומי מדיניות וקבלת החלטות - החלטה רובסטית היא החלטה שהיא עמידה ככל הניתן לאי וודאות, ונראית כהחלטה טובה לכל אלו שהשתתפו בקבלתה גם הרבה זמן לאחר קבלתה.
- בסטטיסטיקה - סטטיסטיקה רובסטית - טכניקה סטטיסטית שמתפקדת היטב אפילו אם ההנחות שבה מופרות במידה מסוימת על ידי המודל האמיתי שממנו באים הנתונים הנמדדים.
- רובסטיות בתחום התוכנה - קטע קוד רובוסטי, או רכיב תוכנה רובוסטי מצריכים שתי תכונות: חוסר רגישות לקלט, ורגישות גבוהה בנוגע לפלט. כך, תוכנה רובוסטית תוכל לעמוד בקלטים לא צפויים מראש, אקראיים, זדוניים, ותמשיך לתפקד בתנאי סביבה קשים - אי זמינות של זיכרון, של זמן עיבוד, של אמצעי קלט/פלט, תתגבר על טעויות משתמש, ועל שימושים לא נכונים ברכיב התכונה. מן הצד השני - הפלט של התוכנה ייצמד להגדרות ולסטנדרטים בדקדקנות, יטפל בכל מקרי הקצה, יוודא שהקלט שהוא מעביר לרכיב התוכנה הבא או למשתמש הוא מדוייק.
- רובסטיות בכלכלה
- רובסטיות במדעי החברה - עד כמה מוסד חברתי או תרבות מסויימת עמידים בפני שינויים ומצליחים לשרוד תוך שמירה על תפקוד דומה למרות שינויים סביבתיים וחברתיים. (ראו גם אבולוציה תרבותית)
יישום של רובסטיות פיזית
רובסטיות במובן של עמידות ישירה ללחץ פיזי.
- בתחום הנדסת בניין
- בביולוגיה רובסטיות בתחום המורפולוגיה. מתארת מינים שהמורפולוגיה שלהם מבוססת על חוזק ועל מבנה גוף כבד, זאת לעומת מינים שהם Gracile. לדוגמה כאשר משווים מינים דומים, חולדות הן בעלות מבנה רובסטי בעוד עכברים הם בעלי מבנה "קל". במין Sexual dimorphism, זכרים ונקבות באותו המין עשויים להיות בעלי הבדלים ברובסטיות.
הבדלים בין רובסטיות לעמידות
ניתן לבצע הבחנה בין רובסטיות - היכולת לשמור על תפקוד למרות שינויים בנסיבות, לעומת עמידות או חוסן - היכולת לחזור לשיווי משקל בריא לאחר התרחשות של תקלה או משבר. [1]
ראו גם
קישורים חיצוניים
- רובסטיות בוויקיפדיה האנגלית