Libélulas y Sistemas de Defensa contra Misiles

Las libélulas tienen reflejos extremadamente rápidos con poca percepción de profundidad. Su tiempo de reacción a presas que se mueven por el aire o el suelo es de 50 milisegundos, el mismo tiempo que tarda la información en cruzar tres neuronas. Los Laboratorios Nacionales Sandia están trabajando en una investigación para descubrir cómo funcionan los cerebros de las libélulas y aprender cómo pueden calcular trayectorias complejas.

La investigación está dirigida por la neurocientífica computacional Frances Chance. Ella es la responsable de desarrollar los algoritmos y presentará su investigación en la Conferencia Internacional sobre Sistemas Neuromórficos en Knoxville, Tennessee. La investigación ya se ha presentado en la Reunión Anual de la Organización para las Neurociencias Computacionales en Barcelona, España.

Frances Chance se especializa en replicar redes neuronales biológicas como cerebros, especialmente neuronas y el proceso de enviar información a través del sistema nervioso. Los cerebros son versiones más complejas y mejores que los ordenadores. Son más eficientes en términos de energía mientras aprenden y se adaptan a una velocidad más rápida.

“Trato de predecir cómo están conectadas las neuronas en el cerebro y entender qué tipo de cálculos están haciendo esas neuronas, basándome en lo que sabemos sobre el comportamiento del animal o lo que sabemos sobre las respuestas neuronales”, dijo Chance.

La investigación realizada por los Laboratorios Nacionales Sandia incluyó la creación de un entorno simple que generó libélulas a través de simulaciones por computadora. Utilizaron algoritmos informáticos para hacer que las libélulas atraparan presas al igual que sus contrapartes en la vida real. Las libélulas simuladas por computadora pudieron procesar información visual mientras cazaban al igual que las libélulas en el entorno real. Esto mostró que la programación de esta manera es posible, lo que podría aplicarse en muchos sectores diferentes.

La nueva investigación ya se está aplicando al sector de defensa contra misiles. Utilizar el mismo sistema que el de las libélulas simuladas por computadora podría mejorar los sistemas de defensa contra misiles. Los sistemas de defensa contra misiles funcionan de manera similar a como las libélulas apuntan y atrapan presas. Interceptan un objeto en vuelo como una libélula intercepta presas en el entorno. Las libélulas son uno de los depredadores más importantes del mundo, ya que atrapan el 95% de las presas que apuntan.

Con estos nuevos desarrollos, están tratando de hacer que los ordenadores a bordo de los sistemas de defensa contra misiles sean más pequeños mientras siguen siendo rápidos y precisos. La forma en que actualmente funcionan los sistemas de defensa contra misiles es a través de técnicas de intercepción establecidas que requieren una carga de cálculo pesada. Esta es una de las áreas en las que un modelo basado en libélulas y sus presas puede ayudar.

La nueva tecnología y la investigación podrían ayudar a mejorar los sistemas de defensa contra misiles de muchas maneras, incluyendo la reducción del tamaño, el peso y las necesidades de energía de los ordenadores a bordo. Luego, los interceptores podrían volverse más pequeños y ligeros, lo que los haría mucho más fáciles de mover. Los nuevos sistemas también podrían aprender nuevas formas de interceptar objetivos en movimiento, como armas hipersónicas. A diferencia de los misiles balísticos, estos objetivos no siguen una trayectoria o patrón predictivo. Finalmente, el sistema podría utilizar sensores más simples en lugar de los complejos utilizados actualmente para interceptar un objetivo.

Uno de los problemas con esta investigación y la idea es que los misiles y las libélulas viajan a velocidades muy diferentes. Esto podría causar algunas discrepancias.

Fuera de los sistemas de defensa contra misiles, el modelo de cálculo del cerebro de las libélulas también podría ayudar a desarrollar un mejor aprendizaje automático y inteligencia artificial. A medida que el uso de este tipo de tecnología y inteligencia artificial crece, se está introduciendo en más y más sectores. El sector de defensa es uno que está utilizando esto para volverse mucho más eficiente y crecer rápidamente. Esta investigación muestra cómo podemos desarrollar sistemas complejos basados en aquellos que ya existen en nuestro entorno, entre ellos las libélulas y sus cerebros. Nuestra nueva tecnología nos permite modelar esto y crear una versión mejor.