Libélulas e Sistemas de Defesa de Mísseis

As libélulas têm reflexos extremamente rápidos com pouca percepção de profundidade. Seu tempo de reação a presas que se movem pelo ar ou pelo solo é de 50 milissegundos, o mesmo tempo que leva para que as informações cruzem três neurônios. O Sandia National Laboratories está trabalhando em uma pesquisa para descobrir como os cérebros das libélulas funcionam e aprender como elas são capazes de calcular trajetórias complexas.

A pesquisa é liderada pela neurocientista computacional Frances Chance. Ela é a responsável por desenvolver os algoritmos e apresentará sua pesquisa na Conferência Internacional sobre Sistemas Neuromórficos em Knoxville, Tennessee. A pesquisa já foi apresentada na Reunião Anual da Organização para Neurociências Computacionais em Barcelona, Espanha.

Frances Chance se especializa em replicar redes neurais biológicas, como cérebros, especialmente neurônios e o processo de enviar informações por todo o sistema nervoso. Os cérebros são mais complexos e melhores versões de computadores. Eles são mais eficientes em termos de energia enquanto aprendem e se adaptam a uma velocidade mais rápida.

“Eu tento prever como os neurônios são conectados no cérebro e entender que tipo de cálculos esses neurônios estão fazendo, com base no que sabemos sobre o comportamento do animal ou o que sabemos sobre as respostas neurais”, disse Chance.

A pesquisa realizada pelo Sandia National Laboratories incluiu a criação de um ambiente simples que gerou libélulas por meio de simulações de computador. Eles usaram algoritmos de computador para fazer com que as libélulas capturassem presas, assim como seus contrapartes na vida real. As libélulas simuladas por computador foram capazes de processar informações visuais enquanto caçavam, assim como as libélulas no ambiente real. Isso mostrou que a programação dessa maneira é possível, o que pode ser aplicado em muitos setores diferentes.

A nova pesquisa já está sendo aplicada ao setor de defesa de mísseis. Usar o mesmo sistema que o das libélulas simuladas por computador pode melhorar os sistemas de defesa de mísseis. Os sistemas de defesa de mísseis funcionam de uma maneira semelhante à das libélulas que visam e capturam presas. Eles interceptam um objeto em voo, assim como as libélulas interceptam presas no ambiente. As libélulas são um dos principais predadores do mundo, capturando 95% das presas que visam.

Com esses novos desenvolvimentos, eles estão tentando tornar os computadores a bordo dos sistemas de defesa de mísseis menores, enquanto ainda são rápidos e precisos. A forma como os sistemas de defesa de mísseis funcionam atualmente é por meio de técnicas de interceptação estabelecidas que exigem uma carga de computação pesada. Essa é uma das áreas em que um modelo baseado em libélulas e suas presas pode ajudar.

A nova tecnologia e pesquisa podem ajudar a melhorar os sistemas de defesa de mísseis de muitas maneiras, incluindo a redução do tamanho, peso e necessidade de energia dos computadores a bordo. Então, os interceptores podem se tornar menores e mais leves, o que os tornará muito mais fáceis de mover. Os novos sistemas também podem aprender novas maneiras de interceptar alvos em movimento, como armas hipersônicas. Ao contrário dos mísseis balísticos, esses alvos não seguem uma trajetória ou padrão previsível. Finalmente, o sistema pode ser capaz de usar sensores mais simples em vez dos complexos usados atualmente para interceptar um alvo.

Um dos problemas com essa pesquisa e ideia é que os mísseis e as libélulas viajam a velocidades muito diferentes. Isso pode causar algumas discrepâncias

Além dos sistemas de defesa de mísseis, o modelo de computação do cérebro das libélulas também pode ajudar a desenvolver uma melhor aprendizagem de máquina e inteligência artificial. À medida que o uso dessa tecnologia e inteligência artificial cresce, ela está encontrando seu caminho em mais e mais setores. O setor de defesa é um que está usando isso para se tornar muito mais eficiente e crescer rapidamente. Essa pesquisa mostra como podemos desenvolver sistemas complexos baseados naqueles que já existem em nosso ambiente, como as libélulas e seus cérebros. Nossa nova tecnologia nos permite modelar isso e criar uma versão melhor.