Sirkat ja ohjuspuolustusjärjestelmät

Sirkat ovat erittäin nopeita refleksejä ja niillä on vähän syvyyden havaintoa. Niiden reaktioaika saaliin liikkeeseen ilmassa tai maassa on 50 millisekuntia, joka on sama määrä aikaa kuin mitä tarvitaan informaation siirtämiseen kolmen hermosolun läpi. Sandia National Laboratories tekee tutkimusta siitä, miten sirkkojen aivot toimivat ja miten ne pystyvät laskemaan monimutkaisia trajektoreja.

Tutkimusta johtaa laskennallinen neurotieteilijä Frances Chance. Hän on vastuussa algoritmien kehittämisestä, ja hän esittää tutkimuksensa Kansainvälisessä neuromorfisissa järjestelmissä Knoxville:ssa, Tennesseessä. Tutkimus on jo esitetty vuosittaisessa Organization for Computational Neurosciencesin kokouksessa Barcelonassa, Espanjassa.

Frances Chance on erikoistunut biologisten hermostojen, kuten aivojen, ja hermojen toiminnan jäljittelyyn. Aivot ovat monimutkaisempia ja parempia versioita tietokoneista. Ne ovat energiatehokkaampia ja oppivat nopeammin.

“Yritän ennustaa, miten hermosolut ovat kytketty aivoissa ja ymmärtää, mitä laskelmia ne tekevät, perustuen siihen, mitä tiedämme eläimen käyttäytymisestä tai mitä tiedämme hermojen vastauksista”, Chance sanoi.

Sandia National Laboratoriesin tekemässä tutkimuksessa luotiin yksinkertainen ympäristö, jossa sirkat luotiin tietokonesimulaatioiden avulla. He käyttivät tietokonealgoritmeja saadakseen sirkat sieppaamaan saaliin samalla tavalla kuin niiden elävät vastineet. Tietokonesimuloitujen sirkkojen pystyi prosessoimaan visuaalista tietoa metsästäessään samalla tavalla kuin sirkat oikeassa ympäristössä. Tämä osoitti, että ohjelmointi tällä tavalla on mahdollista, mikä voisi soveltaa moniin eri aloihin.

Uusi tutkimus on jo sovellettavissa ohjuspuolustussektoriin. Käyttämällä samaa järjestelmää kuin tietokonesimuloituissa sirkkoissa voidaan parantaa ohjuspuolustusjärjestelmiä. Ohjuspuolustusjärjestelmät toimivat samalla tavalla kuin sirkat sieppaavat saaliin. Ne sieppaavat lentävän kohteen samalla tavalla kuin sirkka sieppaa saaliin ympäristössä. Sirkat ovat yksi maailman parhaista saalistajista, koska ne sieppaavat 95% saaliista, joita ne kohdistavat.

Näiden uusien kehitysten ansiosta he yrittävät tehdä ohjuspuolustusjärjestelmien kannettavat tietokoneet pienemmiksi, mutta yhä nopeammiksi ja tarkemmiksi. Nykyinen tapa, jolla ohjuspuolustusjärjestelmät toimivat, perustuu vakiintuneisiin väliintulojen tekniikoihin, jotka vaativat raskasta laskentakuormaa. Tämä on yksi alue, jossa sirkkojen ja niiden saaliin malli voi auttaa.

Uusi teknologia ja tutkimus voivat auttaa parantamaan ohjuspuolustusjärjestelmiä monin tavoin, kuten vähentämällä kannettavien tietokoneiden kokoa, painoa ja energiantarvetta. Tämä tekee siitä helpomman liikkua. Uudet järjestelmät voivat myös oppia uusia tapoja sieppaamaan liikkuvia kohteita, kuten hypersonisia aseita. Toisin kuin ballistiset ohjukset, nämä kohteet eivät seuraa ennustettavaa trajektoria tai mallia. Lopulta järjestelmä voi käyttää yksinkertaisempia antureita kuin nykyisiä monimutkaisia antureita sieppaamaan kohteen.

Yksi ongelmista tässä tutkimuksessa ja ideassa on, että ohjukset ja sirkat liikkuvat eri nopeuksilla. Tämä voi aiheuttaa joitakin epäjohdonmukaisuuksia.

Ohjuspuolustusjärjestelmien ulkopuolella sirkkojen aivojen laskentamalli voi myös auttaa kehittämään parempaa koneoppimista ja tekoälyä. Kun tämänkaltaisen teknologian ja tekoälyn käyttö kasvaa, se löytää tiensä yhä useampiin aloihin. Puolustussektori on yksi, joka käyttää tätä tullakseen tehokkaammaksi ja kasvaa nopeasti. Tämä tutkimus osoittaa, miten voimme kehittää monimutkaisia järjestelmiä sellaisten perusteella, jotka jo olemme ympäristössämme, kuten sirkat ja niiden aivot. Uusi teknologiamme mahdollistaa tämän mallinnuksen ja paremman version luomisen.