Libellen und Raketenabwehrsysteme

Libellen haben extrem schnelle Reflexe mit wenig Tiefenwahrnehmung. Ihre Reaktionszeit auf Beute, die durch die Luft oder den Boden bewegt wird, beträgt 50 Millisekunden, die gleiche Zeit, die es braucht, um Informationen über drei Neuronen zu übertragen. Das Sandia National Laboratory arbeitet an einer Forschung, um herauszufinden, wie Libellenhirne funktionieren und die Wege zu erlernen, auf denen sie komplexe Flugbahnen berechnen können.

Die Forschung wird von der computergestützten Neurowissenschaftlerin Frances Chance geleitet. Sie ist diejenige, die die Algorithmen entwickelt und ihre Forschung auf der International Conference on Neuromorphic Systems in Knoxville, Tennessee, präsentieren wird. Die Forschung wurde bereits auf der jährlichen Tagung der Organisation für computergestützte Neurowissenschaften in Barcelona, Spanien, präsentiert.

Frances Chance spezialisiert sich auf die Nachbildung biologischer neuronaler Netze wie Gehirne, insbesondere Neuronen und den Prozess der Informationsübertragung im Nervensystem. Gehirne sind komplexere und bessere Versionen von Computern. Sie sind energiesparender und lernen sowie anpassen sich schneller.

“Ich versuche, vorherzusagen, wie Neuronen im Gehirn verdrahtet sind und zu verstehen, welche Arten von Berechnungen diese Neuronen durchführen, basierend auf dem, was wir über das Verhalten des Tieres oder das, was wir über die neuralen Antworten wissen”, sagte Chance.

Die von Sandia National Laboratories durchgeführte Forschung umfasste die Erstellung einer einfachen Umgebung, in der computergenerierte Libellen erstellt wurden. Sie verwendeten Computer-Algorithmen, um die Libellen dazu zu bringen, Beute zu fangen, genau wie ihre echten Gegenstücke. Die computergenerierten Libellen konnten visuelle Informationen während der Jagd verarbeiten, genau wie Libellen in der realen Umgebung. Dies zeigte, dass eine Programmierung auf diese Weise möglich ist, die in vielen verschiedenen Sektoren angewendet werden kann.

Die neue Forschung wird bereits im Bereich der Raketenabwehr angewendet. Mit dem gleichen System wie dem mit den computergenerierten Libellen könnten Raketenabwehrsysteme verbessert werden. Raketenabwehrsysteme funktionieren auf ähnliche Weise wie Libellen, die Beute jagen und fangen. Sie interceptieren ein Objekt in der Luft, genau wie eine Libelle Beute in der Umgebung interceptiert. Libellen sind einer der Spitzenprädatoren der Welt, da sie 95% der Beute fangen, auf die sie abzielen.

Mit diesen neuen Entwicklungen versuchen sie, die an Bord von Raketenabwehrsystemen installierten Computer kleiner zu machen, während sie immer noch schnell und genau sind. Die derzeitige Funktionsweise von Raketenabwehrsystemen basiert auf etablierten Interceptionstechniken, die einen hohen Rechenaufwand erfordern. Dies ist eines der Gebiete, in denen ein Modell, das auf Libellen und ihrer Beute basiert, helfen kann.

Die neue Technologie und Forschung könnten Raketenabwehrsysteme auf verschiedene Weise verbessern, einschließlich der Verringerung der Größe, des Gewichts und der Leistungsanforderungen der an Bord installierten Computer. Dann könnten die Interceptor-Raketen kleiner und leichter werden, was es ihnen viel einfacher machen würde, sich zu bewegen. Die neuen Systeme könnten auch neue Wege erlernen, um sich bewegende Ziele wie hypersonische Waffen zu interceptieren. Im Gegensatz zu ballistischen Raketen folgen diese Ziele keinem vorhersehbaren Flugmuster oder -verlauf. Schließlich könnte das System auch einfacherere Sensoren verwenden, anstatt der komplexen Sensoren, die derzeit verwendet werden, um ein Ziel zu interceptieren.

Eines der Probleme mit dieser Forschung und der Idee ist, dass Raketen und Libellen mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten reisen. Dies könnte einige Ungenauigkeiten verursachen.

Außerhalb von Raketenabwehrsystemen könnte das Rechenmodell von Libellenhirnen auch dazu beitragen, bessere maschinelle Lernverfahren und künstliche Intelligenz zu entwickeln. Da die Verwendung dieser Art von Technologie und künstlicher Intelligenz wächst, findet sie ihren Weg in immer mehr Sektoren. Der Verteidigungssektor ist einer, der diese Technologie nutzt, um effizienter und schneller zu wachsen. Diese Forschung zeigt, wie wir komplexe Systeme auf der Grundlage von Systemen entwickeln können, die bereits in unserer Umgebung existieren, wie z.B. Libellen und ihre Gehirne. Unsere neue Technologie ermöglicht es uns, dies zu modellieren und eine bessere Version zu erstellen.