Feed-forward je termín popisující druh systému, který reaguje na změny ve svém prostředí, obvykle za účelem udržení nějakého požadovaného stavu systému.
Systém, který vykazuje feed-forward chování, reaguje na naměřené rušení předem definovaným způsobem – kontrastem se systémem zpětné vazby.
Pro zavedení systému řízení přenosu signálu je zapotřebí mnoho předpokladů: rušení musí být měřitelné, vliv rušení na výstup systému musí být znám a doba, za kterou rušení ovlivňuje výstup, musí být delší než doba, za kterou regulátor přenosu signálu ovlivňuje výstup. Jsou-li tyto podmínky splněny, může být přenos signálu nastaven tak, aby byl mimořádně účinný.
Řízení zpětného odběru může rychleji reagovat na známé a měřitelné druhy poruch, ale s novými poruchami toho moc nezmůže. Řízení zpětného odběru se zabývá jakoukoliv odchylkou od požadovaného chování systému, ale vyžaduje, aby měřená proměnná (výstup) systému reagovala na poruchu, aby si odchylky všimla.
Kontrola zpětné vazby je ukázkou homeostatické regulace srdečního tepu v reakci na fyzickou námahu. Kontrolu zpětné vazby lze přirovnat k naučeným reakcím na známé podněty.
Tyto systémy mohou být v teorii kontroly, fyziologii nebo výpočetní technice.
Prvky společné všem výkupním systémům
Systém posuvu lze ilustrovat porovnáním se známým systémem zpětné vazby – systémem tempomatu ve voze. Při používání umožňuje tempomat vozu udržovat stálou rychlost na silnici. Při jízdě do kopce na silnici vůz zpomalí pod nastavenou rychlost; tato rychlostní chyba způsobí další otevření škrticí klapky motoru, čímž se vůz vrátí na původní rychlost (to by udělal PI nebo PID ovladač. Všimněte si, že dobrý PID ovladač vrátí vůz na původní rychlost po počáteční přechodné odezvě).
Na druhou stranu systém posuvu by nějakým způsobem „předpověděl“ zpomalení vozu. Mohl by například změřit sklon vozovky a při střetu s kopcem by do určité míry otevřel plynovou páku, čímž by předvídal další zatížení. Auto vůbec nemusí zpomalovat, aby se korekce dostala do hry.
Rychlost vozu však ovlivňují i jiné faktory než sklon kopce a nastavení škrticí klapky: teplota vzduchu, tlak, složení paliva, rychlost větru atd. Pouhé nastavení škrticí klapky na základě funkce sklonu nemusí vést k udržení konstantní rychlosti. Vzhledem k tomu, že neexistuje srovnání mezi výstupní proměnnou, rychlostí a vstupní proměnnou, není možné tento problém vyřešit čistě regulací posuvu dopředu.
Oba typy ovládání se naštěstí vzájemně nevylučují; právě popsaný systém feed-forward by mohl být kombinován se systémem feed-back konvenčního tempomatu, aby umožňoval rychlou odezvu se systémem zpětné vazby, který vyčistí případnou chybu v předem určeném nastavení provedeném systémem feed-forward. Viz Model prediktivní ovládání.
Feed-forward nemá takové problémy se stabilitou jako feed-back. Feed-forward musí být předem kalibrovaná příčina → efekt, feed-back nikoliv. To je další způsob, jak říci to, co bylo řečeno výše – že feed-forward control se vztahuje na měřitelné poruchy se známými účinky.
V behaviorální a kognitivní vědě
Feedforward, Behavior and Cognitive Science je metoda výuky a učení, která ilustruje nebo naznačuje žádoucí budoucí chování nebo cestu k cíli. Feedforward poskytuje informace, obrázky atd. výhradně o tom, co by člověk mohl dělat správně v budoucnosti, často v kontrastu s tím, co dělal v minulosti. Feedforward metoda výuky a učení je v kontrastu se zpětnou vazbou týkající se lidského chování, protože se zaměřuje na učení v budoucnosti, zatímco zpětná vazba využívá informace z minulé události k poskytnutí reflexe a základ pro chování a myšlení jinak. V izolaci je zpětná vazba nejméně efektivní formou výuky, podle studií amerického ministerstva obrany v 80. letech. Feedforward je opakem zpětné vazby a byl vytvořen Peterem W. Dowrickem v jeho disertační práci.
Pojmy feedforward se nyní pevně etablovaly nejméně ve čtyřech oblastech vědy a stále se šíří. Feedforward často pracuje ve shodě se zpětnovazebními smyčkami pro naváděcí systémy v kybernetice nebo sebeovládání v biologii (**vložte odkaz). Feedforward v managementu vědy umožňuje predikci a kontrolu organizačního chování. Tyto pojmy se rozvíjely během 90. let a od té doby. Feedforward v postupech změny chování a rychlého učení se u nás potichu objevuje od poloviny 70. let. Shrnuto, feedforward v behaviorální a kognitivní vědě lze definovat jako „obrazy adaptivního budoucího chování, dosud nezvládnutého“; obrazy schopné spustit toto chování v náročném kontextu. Feedforward vzniká restrukturalizací současného komponentního chování do něčeho, co se jeví jako nová dovednost nebo úroveň výkonnosti.
Fyziologický systém doplňování
Hlavní článek: Feed-forward (fyziologie)
Ve fyziologii (také nazývaný feed-forward homeostatic control system) je homeostatický kontrolní systém, ve kterém anticipační účinek, který jeden meziprodukt působí na jiný meziprodukt dále v dráze, umožňuje systému předvídat změny v regulované proměnné.
Regulace genů a zpětná vazba
Křížová regulace genů může být reprezentována grafem, kde geny jsou uzly a jeden uzel je spojen s druhým, pokud je první z nich transkripčním faktorem pro druhý. Motiv, který se objevuje převážně ve všech známých sítích (E.Coli, Kvasnice,…) je A aktivuje B, A a B aktivuje C. Tento motiv se ukázal jako vstupní smyčka, detekující ne-dočasnou změnu prostředí.
Doplňovací systémy ve výpočetní technice
Ve výpočetní technice se feed-forward obvykle vztahuje k vícevrstvé perceptronové síti, v níž výstupy ze všech neuronů přecházejí do následujících, ale nikoli předcházejících vrstev, takže zde nejsou žádné zpětnovazební smyčky.