Pemanduan gelung terbuka

Ini satu rancangan yang nampak menarik: untuk memandu dalam bentuk segi empat sama dengan panjang setiap sisi 1 metre, arahkan 'ke hadapan selama 5 saat, belok kiri selama 1.5 saat' sebanyak empat kali. Kita sudah mengira formulanya, jadi robot sepatutnya melukis segi empat sama yang sempurna. Jalankan arahan itu pada robot sebenar, dan bentuknya hampir tidak pernah tertutup. Robot itu berakhir beberapa sentimeter dari tempat ia bermula, atau lebih teruk lagi.

Kawalan seperti ini dipanggil gelung terbuka: arahan dikira terlebih dahulu dan dihantar, dan tiada apa-apa yang mengukur perkara yang sebenarnya berlaku. Lawannya ialah gelung tertutup, yang menggunakan maklum balas (gelung daripada pelajaran pertama). Gelung terbuka sesuai apabila dunia boleh dijangka. Robot jarang berada dalam dunia yang boleh dijangka.

Mengapa 'arahan yang sama' memberikan hasil yang berbeza.

• Roda tergelincir. Di atas lantai licin, habuk atau permaidani, roda boleh berputar tanpa menggerakkan robot sejauh yang sepatutnya.
• Motor tidak serupa. Dua motor yang diberikan arahan sama biasanya bergerak pada laju yang sedikit berbeza. Perbezaan laju yang kecil bermaksud ω tidak betul-betul sifar, jadi laluan yang 'lurus' melengkung.
• Voltan bateri menurun apabila cas berkurangan, jadi arahan yang sama memberikan laju yang lebih rendah kemudian.
• Saiz roda dan lebar trek tidak betul-betul sama seperti yang ditaip oleh pengatur cara. Roda yang 1 peratus lebih besar meliputi jarak 1 peratus lebih jauh bagi setiap putaran.
• Mula dan berhenti. Robot tidak boleh mengubah laju serta-merta; ia menambah dan mengurangkan laju dalam masa yang singkat, yang tidak diambil kira dalam rancangan.

Setiap satu daripada perkara ini kecil. Masalahnya ialah ralat kecil terkumpul (Dunia 2 memberikan angka untuk perkara itu).

Cuba satu eksperimen fikiran. Katakan ralat arah menyebabkan setiap arahan 'pusing ke kiri 90 darjah' menghasilkan 88 darjah. Selepas empat penjuru, robot telah berpusing 352 darjah, bukannya 360, jadi laluannya tidak tertutup: robot kurang 8 darjah untuk menghadap arah permulaannya, dan ralat kedudukan turut bertambah. Robot gelung tertutup akan mengukur arahnya dengan penderia selepas setiap pusingan dan terus berpusing sehingga penderia membaca 90 darjah.

Penyelesaiannya ialah tema dunia-dunia seterusnya. Mula-mula robot perlu menganggar kedudukannya (Dunia 2). Kemudian pengawal menggunakan perbezaan antara 'kedudukan yang saya mahu' dan 'kedudukan yang saya fikir saya ada' untuk membetulkan dirinya (Dunia 3). Penderia untuk dunia luar diperkenalkan dalam Dunia 4.