Agradece que no estás en la dieta de una libélula. Podrías ser una mosca de la fruta o tal vez un mosquito, pero realmente no importaría el momento en que mires hacia atrás y veas cuatro poderosas alas batiendo el aire detrás de ti. Vuelas por tu vida tejiendo evasivamente, pero la libélula de alguna manera te sigue con reflejos aparentemente instantáneos. Por un momento, ¿Crees que te escapaste? justo cuando se acerca rápidamente desde abajo para matar.

Luego, mientras el depredador de la era de los dinosaurios se clava en ti con sus patas espinosas y te arrastra hacia sus fauces en el aire, te preguntarás a ti mismo, "¿Cómo me atrapó con un cerebro tan pequeño y sin percepción de profundidad?"

Sandia National Laboratories se está centrando en la respuesta con una investigación que muestra cómo los cerebros de las libélulas podrían estar conectados para ser extremadamente eficientes en el cálculo de trayectorias complejas.

En simulaciones por computadora recientes, Las falsas libélulas en un entorno virtual simplificado capturaron con éxito a sus presas utilizando algoritmos informáticos diseñados para imitar la forma en que una libélula procesa la información visual mientras caza. Los resultados positivos de la prueba muestran que la programación es fundamentalmente un modelo sólido.

La investigación de Sandia está examinando si la computación inspirada en las libélulas podría mejorar los sistemas de defensa antimisiles, que tienen la tarea similar de interceptar un objeto en vuelo, al hacer que las computadoras de a bordo sean más pequeñas sin sacrificar la velocidad o la precisión. Las libélulas capturan el 95% de sus presas, coronándolos como uno de los principales depredadores del mundo.

La neurocientífica computacional Frances Chance, quien desarrolló los algoritmos, presenta su investigación esta semana en la Conferencia Internacional sobre Sistemas Neuromórficos en Knoxville, Tennesse. A principios de este mes, presentó en la Reunión Anual de la Organización de Neurociencias Computacionales en Barcelona, España.

La investigación replica el cerebro altamente eficiente de la libélula

Chance se especializa en replicar redes neuronales biológicas:cerebros, básicamente, que requieren menos energía y son mejores para aprender y adaptarse que las computadoras. Sus estudios se centran en las neuronas, que son células que envían información a través del sistema nervioso.

"Intento predecir cómo están conectadas las neuronas en el cerebro y comprender qué tipo de cálculos están haciendo esas neuronas, basado en lo que sabemos sobre el comportamiento del animal o lo que sabemos sobre las respuestas neuronales, " ella dijo.

Por ejemplo, El tiempo de reacción de una libélula a una presa maniobrando es de tan solo 50 milisegundos. Un parpadeo humano tarda unos 300 milisegundos. Cincuenta milisegundos es solo tiempo suficiente para que la información atraviese alrededor de tres neuronas. En otras palabras, para seguir el ritmo de una libélula, una red neuronal artificial debe procesarse la información después de solo tres pasos; sin embargo, porque los cerebros disparan muchas señales a la vez, cada paso puede implicar la ejecución de muchos cálculos al mismo tiempo.

Más rápido, Computación más ligera para defensa antimisiles

Los sistemas de defensa antimisiles se basan en técnicas de intercepción establecidas que son, Hablando relativamente, computación-pesada. Pero repensar esas estrategias utilizando libélulas altamente eficientes como modelo podría potencialmente:

• Reducir el tamaño las necesidades de peso y potencia de las computadoras a bordo. Esto permitiría que los interceptores fueran más pequeños y ligeros, y por tanto más maniobrable.
• Revelar nuevas formas de interceptar objetivos de maniobra, como armas hipersónicas, que siguen trayectorias menos predecibles que los misiles balísticos.
• Revele nuevas formas de enfocarse en un objetivo con sensores menos sofisticados que los que se utilizan actualmente.

Las libélulas y los misiles se mueven a velocidades muy diferentes, por lo que se desconoce qué tan bien se traducirá finalmente esta investigación a la defensa antimisiles. Pero el desarrollo de un modelo computacional de un cerebro de libélula también podría tener beneficios a largo plazo para el aprendizaje automático y la inteligencia artificial.

La IA se utiliza en una amplia gama de industrias, desde el transporte autónomo hasta el desarrollo de medicamentos recetados. Estos campos pueden beneficiarse de métodos altamente eficientes para construir soluciones rápidas a problemas complejos. La investigación en curso en Sandia está refinando los algoritmos de Chance y determinando dónde son más aplicables.