Problem z prysznicem

Gorąco! Zimno! Gorąco!

Mika: Dobra, przyznaję się. Dziś rano przekręciłam kurek prysznica, ugotowałam się, przekręciłam z powrotem, zamarzłam i powtórzyłam to jakieś sześć razy.

June: Każdy tak ma! Prysznice w starych mieszkaniach są najgorsze.

Theo: Ale dlaczego to takie trudne? Chcesz jednej liczby: 38 stopni. Masz jeden kurek. To powinno być proste.

Sprawdźmy. Poniżej jest prysznic z długą rurą między kurkiem a słuchawką, jak w prawdziwym. Woda zmieszana przy kurku potrzebuje paru sekund, żeby dopłynąć rurą na górę. Widać, jak kolor wody pełznie wzdłuż rury.

Twój cel: doprowadź wodę do 38 °C (zielony pas) i utrzymaj ją tam przez 10 sekund bez przerwy. Przeciągnij pomarańczowy kurek albo kliknij go i użyj strzałek. Zegar rusza, gdy go dotkniesz.

Rozdział 0: Problem z prysznicem ↗

Jak poszło? Jeśli temperatura skakała w tę i z powrotem, raz powyżej, raz poniżej zielonego pasa, jesteś w dobrym towarzystwie. Spójrz na niebieską krzywą: pewnie wije się zygzakiem jak zdenerwowany wąż.

Czy prysznic jest zepsuty?

June: Chyba prysznic jest zepsuty. Ustawiam kurek na ciepłą, a i tak leci gorąca!

Theo: Hmm. Narysujmy dwie rzeczy: czego kurek żąda i co słuchawka daje. Jeśli prysznic jest zepsuty, nie powinny do siebie w ogóle pasować.

Kropkowana pomarańczowa krzywa to temperatura, której żąda położenie kurka: mieszanka przy zaworze. Niebieska krzywa to to, co faktycznie dociera. Przesuń pomarańczową krzywą w czasie do przodu i zobacz, czy się pokryją.

Rozdział 0: Problem z prysznicem ↗

June: O! Przy łagodnych ruchach przesunięcie pomarańczowej krzywej o około 3½ sekundy niemal pokrywa duże wahania. Gwałtowne ruchy nie pasują dokładnie.

Mika: …woda dociera z opóźnieniem i wygładzona! Ruch kurka nie jest po prostu kopiowany 3½ sekundy później.

To pierwszy trop. Kiedy czujesz „za gorąco”, czujesz położenie kurka sprzed kilku sekund. A do tego czasu kurek jest już przekręcony na cieplej, więc kręcisz z powrotem, za daleko, i cykl zaczyna się od nowa.

Czy pomogłoby bardziej się postarać?

Mika: Już wiem: byłam za delikatna! Jeśli będę kręcić kurkiem szybciej za każdym razem, gdy coś jest nie tak, szybciej to naprawię.

Zbudowaliśmy trzy robotyczne ręce, żeby testować pomysły bez moczenia się. Zwykła ręka kręci kurkiem tym szybciej, im bardziej woda wydaje się nie taka, jak trzeba, czyli tak jak większość ludzi. Mocniejsza ręka robi dokładnie to samo, tylko dwa razy energiczniej.

Najpierw zgadnij! Co zrobi mocniejsza ręka w porównaniu ze zwykłą?

Rozdział 0: Problem z prysznicem ↗

Wypróbuj wszystkie trzy. Mocniejsza ręka miota się między lodowatą a wrzącą wodą. Cierpliwa ręka ustawia kurek na około 51 % (właściwa mieszanka, wyliczona z góry) i po prostu czeka. Wygrywa bez trudu.

Theo: Czyli samo opóźnienie nie jest problemem. Cierpliwa ręka ma to samo opóźnienie i radzi sobie świetnie. Problemem jest reagowanie na stare wiadomości, i to zbyt gorliwie.

Mika: Czyli „pchaj mocniej, im dalej jesteś od celu” to zły odruch? Przecież to cała moja osobowość.

June: Ale cierpliwa ręka oszukiwała. Znała właściwą odpowiedź z góry. Jeśli bojler się wychłodzi albo ktoś spuści wodę w toalecie, właściwe położenie kurka się zmieni, a cierpliwa ręka tego nie zauważy.

I to jest prawdziwa zagadka. Potrzebujemy czegoś, co reaguje (żeby radzić sobie z niespodziankami), ale nie przesadza z reakcją (żeby się nie rozhuśtać). Zapamiętaj tę myśl. Cały kurs jest właśnie o tym.

Co już wiemy

Malutki dron wisi idealnie nieruchomo na wysokości 2 metrów, na wietrze, bez żadnego mózgu. Ma ten sam problem co my. Jak go rozwiązuje?