Libellule e Sistemi di Difesa Missilistica

Le libellule hanno riflessi estremamente veloci con poca profondità di percezione. Il loro tempo di reazione alla preda che si muove nell’aria o a terra è di 50 millisecondi, lo stesso tempo che impiega l’informazione per attraversare tre neuroni. I laboratori nazionali Sandia stanno lavorando su una ricerca per capire come funzionano i cervelli delle libellule e imparare i modi in cui sono in grado di calcolare traiettorie complesse.

La ricerca è guidata dalla neuroscienziata computazionale Frances Chance. Lei è responsabile dello sviluppo degli algoritmi e presenterà la sua ricerca alla Conferenza internazionale sui sistemi neuromorfici a Knoxville, Tennessee. La ricerca è già stata presentata alla Riunione annuale dell’Organizzazione per le neuroscienze computazionali a Barcellona, Spagna.

Frances Chance si specializza nella replicazione di reti neurali biologiche come i cervelli, in particolare i neuroni e il processo di invio di informazioni nel sistema nervoso. I cervelli sono versioni più complesse e migliori dei computer. Sono più efficienti energeticamente mentre apprendono e si adattano a una velocità più rapida.

“Cerco di prevedere come sono cablati i neuroni nel cervello e capire quali tipi di calcoli stanno facendo quei neuroni, in base a ciò che sappiamo sul comportamento dell’animale o a ciò che sappiamo sulle risposte neurali”, ha detto Chance.

La ricerca condotta dai laboratori nazionali Sandia ha incluso la creazione di un ambiente semplice che aveva generato libellule attraverso simulazioni al computer. Hanno utilizzato algoritmi del computer per far catturare le libellule alla preda proprio come i loro omologhi nella vita reale. Le libellule simulate al computer sono state in grado di elaborare informazioni visive mentre cacciavano proprio come le libellule nell’ambiente reale. Ciò ha dimostrato che la programmazione in questo modo è possibile, il che potrebbe essere applicato in molti settori diversi.

La nuova ricerca sta già essere applicata al settore della difesa missilistica. Utilizzare lo stesso sistema di quello con le libellule simulate al computer potrebbe migliorare i sistemi di difesa missilistica. I sistemi di difesa missilistica funzionano in modo simile alle libellule che inseguono e catturano la preda. Intercepiscono un oggetto in volo come una libellula intercetta la preda nell’ambiente. Le libellule sono uno dei principali predatori del mondo, poiché catturano il 95% della preda che inseguono.

Con questi nuovi sviluppi, stanno cercando di rendere i computer a bordo dei sistemi di difesa missilistica più piccoli e ancora veloci e precisi. Il modo in cui attualmente funzionano i sistemi di difesa missilistica è attraverso tecniche di intercettazione stabilite che richiedono un carico computazionale pesante. Questo è uno degli ambiti in cui un modello basato su libellule e sulla loro preda può aiutare.

La nuova tecnologia e la ricerca potrebbero aiutare a migliorare i sistemi di difesa missilistica in molti modi, tra cui ridurre le dimensioni, il peso e le esigenze di potenza dei computer a bordo. Quindi, gli intercettori potrebbero diventare più piccoli e leggeri, il che li renderebbe molto più facili da spostare. I nuovi sistemi potrebbero anche imparare nuovi modi per intercettare bersagli in movimento come le armi ipersoniche. A differenza dei missili balistici, questi bersagli non seguono una traiettoria o un modello prevedibile. Infine, il sistema potrebbe essere in grado di utilizzare sensori più semplici anziché quelli complessi attualmente utilizzati per intercettare un bersaglio.

Uno dei problemi di questa ricerca e dell’idea è che i missili e le libellule viaggiano a velocità molto diverse. Ciò potrebbe causare alcune discrepanze.

Al di fuori dei sistemi di difesa missilistica, il modello computazionale dei cervelli delle libellule potrebbe anche aiutare a sviluppare una migliore apprendimento automatico e intelligenza artificiale. Man mano che l’uso di questo tipo di tecnologia e intelligenza artificiale cresce, si sta facendo strada in sempre più settori. Il settore della difesa è uno di quelli che sta utilizzando questo per diventare molto più efficiente e crescere rapidamente. Questa ricerca mostra come possiamo sviluppare sistemi complessi basati su quelli che già esistono nel nostro ambiente, tra cui le libellule e i loro cervelli. La nostra nuova tecnologia ci consente di modellare questo e creare una versione migliore.