Исследователи Сандийских национальных лабораторий (Sandia National Laboratories), во главе с нейроинформатиком Фрэнсис Чанс (Frances Chance) ищут у стрекоз механизмы, способные помочь в разработке более компактных и эффективных систем противоракетной обороны. Если воспроизвести мозг хищного насекомого в виде компьютерного алгоритма, можно было бы создать устройства перехвата, способные гораздо быстрее реагировать на угрозы и достигать гораздо более высокого коэффициента поражения цели.
Стрекозы существуют на протяжении 325 миллионов лет и за это время не претерпели значительных изменений, поэтому, должно быть, они неплохо устроены. Одна из причин, по которой они не вымерли, заключается в том, что, хотя стрекозы и ассоциируются с пасторальными картинками, шумом крыльев тёплым летним вечером, они являются одними из непревзойдённых хищников с коэффициентом поражения добычи 95 %.
Стрекоза справляется с этим благодаря мозгу, на первый взгляд кажущемуся примитивным, тем не менее, способному на удивительно быстрые и сложные вычисления. Когда стрекоза следует за добычей в полёте, она не гонится за ней, а вычисляет прямой курс перехвата, корректируя его по мере дрожания и петляния мишени.
Это даёт хороший результат, учитывая, что стрекоза не воспринимает глубину. Но как у неё это получается? Чтобы выяснить это, в Сандийских национальных лабораториях было выполнено обратное проектирование, основанное на реальном поведении стрекозы, и создана имитация стрекозы в цифровой среде, дублировавшая мозг насекомого в виде нейронных сетей.
По заверениям учёных, результаты имитировали мозг стрекозы с большой точностью. Это представляет большой интерес, поскольку стрекоза может реагировать на добычу всего за 50 миллисекунд, в шесть раз быстрее человеческого глаза. Поскольку это время, когда сигнал проходит всего через три нейрона, каждое вычисление стрекозы должно выполняться только в три этапа. Живой мозг выполняет, в том числе, некоторую параллельную обработку, и многие вычисления могут быть выполнены за очень короткое время с помощью очень простого набора нейронных цепей.
Обычные системы противоракетной обороны потребляют гораздо больше вычислительной мощности для выполнения подобной задачи. Используя мозг стрекозы в качестве модели, можно сделать маленькие, лёгкие компьютеры, которым требуется меньше энергии для работы, а также увеличить коэффициент успешного поражения. Кроме того, алгоритм стрекозы может помочь перехватывать менее предсказуемые гиперзвуковые ракеты или показать, как рассчитать траекторию перехвата с помощью менее сложных датчиков.
Исследователи признают, что между стрекозами и реактивными снарядами существуют фундаментальные различия и наиболее очевидное из них — скорость. Однако даже если противоракетная оборона окажется неудачной, новая технология может оказаться полезной для искусственного интеллекта, а также применяться в беспилотных автомобилях, разработке и тестировании лекарственных препаратов.
