Libellules et systèmes de défense antimissile

Les libellules ont des réflexes extrêmement rapides avec une faible perception de la profondeur. Le temps de réaction aux proies qui se déplacent dans l’air ou au sol est de 50 millisecondes, ce qui est le même temps qu’il faut pour que l’information traverse trois neurones. Les laboratoires nationaux de Sandia travaillent sur une recherche pour comprendre le fonctionnement du cerveau des libellules et apprendre les moyens dont elles calculent les trajectoires complexes.

La recherche est menée par la neuroscientifique computationnelle Frances Chance. Elle est responsable de l’élaboration des algorithmes et présentera ses recherches à la Conférence internationale sur les systèmes neuromorphes à Knoxville, dans le Tennessee. La recherche a déjà été présentée à la réunion annuelle de l’Organisation pour les neurosciences computationnelles à Barcelone, en Espagne.

Frances Chance se spécialise dans la reproduction de réseaux neuronaux biologiques comme les cerveaux, en particulier les neurones et le processus d’envoi d’informations dans le système nerveux. Les cerveaux sont plus complexes et meilleures versions des ordinateurs. Ils sont plus économes en énergie tout en apprenant et en s’adaptant à une vitesse plus rapide.

« J’essaie de prédire comment les neurones sont connectés dans le cerveau et de comprendre quels types de calculs ces neurones effectuent, sur la base de ce que nous savons sur le comportement de l’animal ou de ce que nous savons sur les réponses neuronales », a déclaré Chance.

La recherche menée par les laboratoires nationaux de Sandia a consisté à créer un environnement simple qui avait généré des libellules par simulation informatique. Ils ont utilisé des algorithmes informatiques pour faire attraper des proies aux libellules simulées, tout comme leurs homologues réels. Les libellules simulées par ordinateur ont pu traiter les informations visuelles lors de la chasse, tout comme les libellules dans l’environnement réel. Cela a montré que la programmation de cette manière est possible, ce qui pourrait être appliqué dans de nombreux secteurs.

La nouvelle recherche est déjà appliquée au secteur de la défense antimissile. En utilisant le même système que celui des libellules simulées par ordinateur, on pourrait améliorer les systèmes de défense antimissile. Les systèmes de défense antimissile fonctionnent de manière similaire à la façon dont les libellules visent et attrapent des proies. Ils interceptent un objet en vol comme une libellule intercepte une proie dans l’environnement. Les libellules sont l’un des prédateurs les plus performants au monde, car elles attrapent 95 % des proies qu’elles visent.

Avec ces nouveaux développements, ils essaient de rendre les ordinateurs de bord des systèmes de défense antimissile plus petits tout en restant rapides et précis. La façon dont les systèmes de défense antimissile fonctionnent actuellement est basée sur des techniques d’interception établies qui nécessitent une charge de calcul importante. C’est l’un des domaines où un modèle basé sur les libellules et leurs proies peut aider.

La nouvelle technologie et la recherche pourraient aider à améliorer les systèmes de défense antimissile de plusieurs manières, notamment en réduisant la taille, le poids et les besoins en puissance des ordinateurs de bord. Les intercepteurs pourraient alors devenir plus petits et plus légers, ce qui les rendrait beaucoup plus faciles à déplacer. Les nouveaux systèmes pourraient également apprendre de nouvelles façons d’intercepter des cibles mobiles comme les armes hypersoniques. Contrairement aux missiles balistiques, ces cibles ne suivent pas une trajectoire ou un modèle prédictif similaire. Enfin, le système pourrait être capable d’utiliser des capteurs plus simples que les capteurs complexes utilisés actuellement pour intercepter une cible.

L’un des problèmes avec cette recherche et cette idée est que les missiles et les libellules voyagent à des vitesses très différentes. Cela pourrait causer certaines discordances

En dehors des systèmes de défense antimissile, le modèle de calcul du cerveau des libellules pourrait également aider à développer une meilleure intelligence artificielle et un meilleur apprentissage automatique. À mesure que l’utilisation de ce type de technologie et d’intelligence artificielle augmente, elle se fraye un chemin dans de plus en plus de secteurs. Le secteur de la défense est l’un de ceux qui utilisent cela pour devenir beaucoup plus efficace et croître rapidement. Cette recherche montre comment nous pouvons développer des systèmes complexes basés sur ceux qui existent déjà dans notre environnement, parmi lesquels les libellules et leurs cerveaux. Notre nouvelle technologie nous permet de modéliser cela et de créer une meilleure version.