Stehlíkovci a systémy protiraketové obrany

Stehlíkovci mají extrémně rychlé reflexy s malou hloubkovou percepční schopností. Jejich reakční doba na kořist, která se pohybuje ve vzduchu nebo na zemi, je 50 milisekund, což je stejné množství času, které potřebuje k přenosu informací přes tři neurony. Sandia National Laboratories pracuje na výzkumu, aby zjistila, jak fungují mozky stehlíků a naučila se, jak jsou schopni vypočítat složité trajektorie.

Výzkum je veden výpočetní neurovědkyní Frances Chance. Ona je ta, která vyvíjí algoritmy, a bude prezentovat své výsledky na Mezinárodní konferenci o neuromorfních systémech v Knoxville, Tennessee. Výzkum již byl prezentován na každoročním setkání Organizace pro výpočetní neurovědy v Barceloně, Španělsko.

Frances Chance se specializuje na replikaci biologických neuronových sítí, jako jsou mozky, zejména neuronů a procesu přenosu informací po nervovém systému. Mozky jsou složitější a lepší verze počítačů. Jsou energeticky efektivnější a učí se a přizpůsobují se rychleji.

“Snažím se předpovědět, jak jsou neurony propojeny v mozku a pochopit, jaký druh výpočtů tyto neurony provádějí, na základě toho, co víme o chování zvířete nebo o neuralních reakcích,” řekla Chance.

Výzkum provedený Sandia National Laboratories zahrnoval vytvoření jednoduchého prostředí, ve kterém byly simulovány stehlíkovci pomocí počítačových simulací. Použili počítačové algoritmy, aby stehlíkovci chytili kořist stejně jako jejich protějšky v reálném životě. Počítačově simulovaní stehlíkovci byli schopni zpracovat vizuální informace při lovu stejně jako stehlíkovci v reálném prostředí. To ukázalo, že programování tímto způsobem je možné, což by mohlo být aplikováno v mnoha různých sektorech.

Nový výzkum je již aplikován v sektoru protiraketové obrany. Použití stejného systému jako u počítačově simulovaných stehlíků by mohlo zlepšit systémy protiraketové obrany. Systémy protiraketové obrany fungují podobným způsobem jako stehlíkovci, kteří cílí a chytají kořist. Zachytávají objekt ve vzduchu, stejně jako stehlík zachytává kořist v prostředí. Stehlíkovci jsou jedním z nejlepších predátorů na světě, protože chytají 95 % kořisti, na kterou cílí.

S těmito novými vývoji se snaží udělat počítače na palubě systémů protiraketové obrany menší, ale stále rychlé a přesné. Současný způsob, jakým fungují systémy protiraketové obrany, je založen na zavedených technikách zachycení, které vyžadují velkou výpočetní zátěž. Jednou z oblastí, kde může model založený na stehlíkovi a jeho kořisti pomoci, je tato.

Nová technologie a výzkum by mohly pomoci zlepšit systémy protiraketové obrany mnoha způsoby, včetně snížení velikosti, hmotnosti a energetických potřeb počítačů na palubě. Potom by se mohli střelci stát menšími a lehčími, což by usnadnilo jejich pohyb. Nové systémy by také mohly naučit se nové způsoby, jak zachytit pohyblivé cíle, jako jsou hypersonické zbraně. Na rozdíl od balistických raket tyto cíle nenásledují předpověditelnou trajektorii nebo vzorec. Nakonec by systém mohl použít jednodušší senzory místo složitých, které se používají nyní k zachycení cíle.

Jedním z problémů s tímto výzkumem a nápadem je, že rakety a stehlíkovci letí velmi rozdílnými rychlostmi. To by mohlo způsobit některé nesrovnalosti

Mimo systémy protiraketové obrany by mohl model výpočtu mozků stehlíků také pomoci vyvinout lepší strojové učení a umělou inteligenci. Jak se používání této technologie a umělé inteligence rozšiřuje, nachází své místo v stále více sektorech. Sektorem, který tuto technologii používá, aby se stal mnohem efektivnějším a rychleji rostoucím, je sektor obrany. Tento výzkum ukazuje, jak můžeme vyvinout složité systémy na základě těch, které již existují v našem prostředí, jako jsou stehlíkovci a jejich mozky. Naše nová technologie umožňuje nám modelovat a vytvářet lepší verzi.