Libelule și sisteme de apărare împotriva rachetelor

Libelulele au reflexe extrem de rapide, cu o percepție redusă a adâncimii. Timpul lor de reacție la pradă care se mișcă prin aer sau pe pământ este de 50 de milisecunde, același timp necesar pentru ca informația să traverseze trei neuroni. Laboratoarele Naționale Sandia lucrează la cercetări pentru a descoperi cum funcționează creierul libelulelor și pentru a învăța modalitățile în care acestea pot calcula traiectorii complexe.

Cercetarea este condusă de neuroștiințificianul computațional Frances Chance. Ea este responsabilă pentru dezvoltarea algoritmilor și va prezenta cercetarea sa la Conferința Internațională privind Sistemele Neuromorfice din Knoxville, Tennessee. Cercetarea a fost prezentată deja la Întâlnirea Anuală a Organizației pentru Neuroștiințe Computaționale din Barcelona, Spania.

Frances Chance se specializează în replicarea rețelelor neuronale biologice, cum ar fi creierele, în special neuroni și procesul de transmitere a informațiilor în sistemul nervos. Creierele sunt mai complexe și mai bune versiuni ale calculatorului. Ele sunt mai eficiente din punct de vedere energetic, învățând și adaptându-se la o viteză mai rapidă.

„Încerc să prezic cum sunt conectați neuronii în creier și să înțeleg ce fel de calcule efectuează acei neuroni, pe baza a ceea ce știm despre comportamentul animalului sau despre răspunsurile neuronale”, a spus Chance.

Cercetarea efectuată de Laboratoarele Naționale Sandia a inclus crearea unui mediu simplu care a generat libelule prin simulări pe calculator. Ei au utilizat algoritmi pe calculator pentru a face libelulele să prindă prada, la fel ca și omologii lor din viața reală. Libelulele simulate pe calculator au putut procesa informații vizuale în timp ce vânau, la fel ca libelulele din mediul real. Acest lucru a demonstrat că programarea în acest mod este posibilă, ceea ce poate fi aplicat în multe sectoare diferite.

Noile cercetări sunt deja aplicate în sectorul apărării împotriva rachetelor. Utilizarea aceluiași sistem ca și cel cu libelulele simulate pe calculator poate îmbunătăți sistemele de apărare împotriva rachetelor. Sistemele de apărare împotriva rachetelor funcționează într-un mod similar cu cel în care libelulele vânează și prind prada. Ele interceptează un obiect în zbor, la fel cum libelulele interceptează prada în mediu. Libelulele sunt unul dintre principalii prădători din lume, prinzând 95% din prada pe care o vânează.

Cu aceste noi dezvoltări, ei încearcă să facă calculatoarele de bord de pe sistemele de apărare împotriva rachetelor mai mici, dar în același timp rapide și precise. Modalitatea actuală în care funcționează sistemele de apărare împotriva rachetelor se bazează pe tehnici de interceptare stabilite, care necesită o sarcină computațională grea. Acesta este unul dintre domeniile în care un model bazat pe libelule și pe prada lor poate ajuta.

Noile tehnologii și cercetări pot ajuta la îmbunătățirea sistemelor de apărare împotriva rachetelor în multe moduri, inclusiv reducerea dimensiunii, greutății și necesităților de putere ale calculatoarelor de bord. Apoi, interceptoarele ar putea deveni mai mici și mai ușoare, ceea ce le-ar face mult mai ușor de manevrat. Noile sisteme ar putea învăța, de asemenea, modalități noi de a intercepta ținte în mișcare, cum ar fi armele hipersonice. În contrast cu rachetele balistice, aceste ținte nu urmează o traiectorie predictivă sau un model similar. În final, sistemul ar putea utiliza senzori mai simpli, în locul celor complexi utilizați în prezent, pentru a intercepta o țintă.

Una dintre problemele acestei cercetări și a ideii este că rachetele și libelulele călătoresc la viteze foarte diferite. Acest lucru ar putea cauza unele discrepanțe

În afara sistemelor de apărare împotriva rachetelor, modelul computațional al creierului libelulelor ar putea, de asemenea, să ajute la dezvoltarea unor sisteme mai bune de învățare automată și inteligență artificială. Pe măsură ce utilizarea acestei tehnologii și a inteligenței artificiale crește, ea își găsește drumul în tot mai multe sectoare. Sectorul apărării este unul dintre acestea, care utilizează această tehnologie pentru a deveni mult mai eficient și a crește rapid. Această cercetare arată cum putem dezvolta sisteme complexe bazate pe cele care există deja în mediul nostru, printre care se numără libelulele și creierul lor. Noua noastră tehnologie ne permite să modelăm acest lucru și să creăm o versiune mai bună.