Back to news

August 6, 2019 | International, C4ISR

Can a dragonfly teach a missile how to hunt?

By: Jen Judson

WASHINGTON — A computational neuroscientist is studying whether a dragonfly's excellent hunting skills can be replicated in a missile's ability to maneuver and destroy targets midair with better precision.

Dragonflies are vicious little creatures with a hit-to-kill track record of 95 percent, meaning only 5 percent of its prey escapes.

Sandia National Laboratories' Frances Chance is building algorithms that simulate how a dragonfly processes information when intercepting prey, and she's testing them in a virtual environment. So far, the results are promising.

The laboratories are federally funded and focus on national security missions through scientific and engineering research. The project is a yearlong, high-risk, high-gain effort that will wrap up in September, and it is funded by Sandia's Autonomy for Hypersonics Mission Campaign, Chance said.

“I think what is really interesting about insects, in general, is they do something really fast and really well, but they are not particularly smart in the way you or I would think of ourselves as being smart,” Chance told Defense News in a recent interview.

While insects may not be the right fit for studying cognitive capabilities to develop complex artificial intelligence, they are ideal for developing efficient computations for intercept capability. A dragonfly can react to a particular prey's maneuvers in 50 milliseconds, Chance explained. That amount of time accounts for information to cross three neurons in a dragonfly's brain. This indicates the dragonfly doesn't learn how to hunt, but rather the skill is inherent and part of its brain's hard-wiring.

“The challenge then is: Is there anything that we can learn from how dragonflies do this that we can then bring to the next generation of missiles, or maybe even the next-next generation of missiles?” Chance said.

By developing an artificial neural network that mimics a dragonfly's ability to hunt and then applying it to missile capabilities that rely on computation-heavy systems, one could reduce the size, weight and power needed for a missile's onboard computers; improve intercept techniques for targets such as hypersonic weapons; and home in on targets using simpler sensors.

If the model of a dragonfly's neural circuit developed through Chance's research shows enough promise, she would then pass the information to scientists, who would try to directly apply it to weapons systems.

One of the greatest leaps involves adapting an algorithm to handle the speed at which a missile flies. While a dragonfly is fast, it's not nearly as fast as a missile. Animal brains process information significantly slower than a computer, so it's possible computations can be sped up to better align with the speed at which a missile approaches targets.

“The hope is that even if the algorithm isn't wildly successful, you might be able to say something about what you can get away with in terms of what types of capabilities you give the next generation of weapons,” Chance said.

The model she's building is several steps removed from implementation onto a weapon. “I would consider the project complete when we have a viable model — ‘viable' meaning it does interception — and a bonus if it's neurobiologically plausible. There is no reason to force that for this type of research, but only because it doesn't necessarily matter; so something biologically inspired that works I would consider a success.”

https://www.c4isrnet.com/land/2019/08/05/can-a-dragonfly-teach-a-missile-how-to-hunt/

On the same subject

  • Défense: l'armée de l’air malaisienne friande des savoir-faire français

    August 29, 2018 | International, Aerospace

    Défense: l'armée de l’air malaisienne friande des savoir-faire français

    Par Romain Mielcarek Depuis le 19 août, un détachement de l'armée de l'air française a entamé une tournée en Asie du Sud-Est, baptisée « Pegase », pour aller à la rencontre de ses alliés de la région, dont la Malaisie. Un terrain peu familier pour des aviateurs à la recherche de nouveaux partenariats face à des menaces émergentes. De notre envoyé spécial à Kuala Lumpur, Quand deux officiers d'armées de l'air différentes se croisent, ils parlent d'abord de golf - « sport d'aviateurs » -, puis de la coupe du monde de football – victoire des tricolores oblige - et enfin de leurs avions. En la matière, les Français ont sorti le grand jeu les 24 et 25 août derniers : trois chasseurs Rafale et deux A400M de transport sont déployés sur le tarmac de la base aérienne de Subang, près de la capitale, pour séduire les Malaisiens. « Notre objectif à nous, c'est de conforter la coopération sur l'A400M », résume le général de corps aérien (2S) Patrick Charaix, chef de la mission Pegase, à propos de cette escale. Les Malaisiens ont en effet acheté quatre exemplaires de cet avion européen développé par Airbus. Particulièrement sophistiqué, celui-ci demande des méthodes de travail modernes. C'est là que la France vient aider Kuala Lumpur : un officier supérieur, spécialiste de la mécanique et de la gestion aéronautique, est présent en permanence pour conseiller l'état-major sur ses procédures et son organisation, depuis 2015. La France, premier fournisseur d'armement Située en plein cœur d'une région particulièrement courtisée du fait de la forte croissance économique de plusieurs pays, la Malaisie a besoin de renouveler une grande partie de ses équipements de défense. Ce qui tombe bien pour les Français, dont les industriels sont bien implantés sur l'archipel : ils sont le premier fournisseur d'armes de Kuala Lumpur. Par le passé, d'importants contrats ont été signés, notamment pour des sous-marins, des navires, des missiles exocet et les fameux A400M. « La grande question, décrypte Dzirhan Mahadzir, un journaliste malaisien spécialiste des questions militaires, c'est de savoir si la Malaisie a les moyens et ce que le nouveau gouvernement compte faire, celui-ci n'ayant donné aucune indication sur le sujet. Les capacités opérationnelles sont un sujet permanent, la disponibilité des matériels étant un problème récurrent d'année en année. » Un espoir pour le Rafale ? Alors pourquoi pas des Rafale ? Deux commandants d'unités malaisiens, eux-mêmes pilotes de chasse, ont été invités à tester l'avion. Un officier de leur équipe résume ainsi le dilemme de son armée, en termes d'approvisionnements : « Notre principal problème, c'est que nous avons à la fois des avions occidentaux et russes. Nous, les opérationnels, nous savons quels avions sont bons. Mais ce sont les politiques qui décident. Et eux, ils choisissent souvent ce qu'ils voient le plus. Les Typhoon par exemple, viennent tous les deux ans. » Si les opérationnels préféraient avoir un seul avion pour remplir toutes les missions et pour simplifier la logistique, les politiques gardent également un problème crucial à l'esprit : multiplier les fournisseurs, c'est éviter d'être dépendant vis-à-vis d'une seule grande puissance. Dans ce domaine, la France fait souvent valoir la grande liberté dont bénéficient ses clients, Paris évitant de se montrer trop intrusif dans leurs affaires domestiques. Le Typhoon, concurrent européen du Rafale, pourrait-il convaincre le gouvernement ? Les Russes pourraient-ils placer leur Su-35, qui a déjà convaincu en Indonésie ? Les différents observateurs restent très partagés, les uns estimant que l'avion français a toutes ses chances sur ce marché, les autres qu'il est trop tôt et que les finances de la Malaisie ne lui permettront pas un tel investissement avant de nombreuses années. Paradoxalement, c'est un cadre de chez Dassault, le fabricant de l'appareil, qui se montre le plus pessimiste : « Ça a été un vrai prospect à un moment, confie-t-il. Mais ce n'est plus le cas. Ils n'ont pas les moyens. » Article complet: http://www.rfi.fr/france/20180827-armee-air-malaisienne-friande-savoir-faire-francais-A400M-rafale-aviation-defense

  • Make room NATO ― the EU is planting its flag in cyber

    June 14, 2018 | International, C4ISR

    Make room NATO ― the EU is planting its flag in cyber

    WASHINGTON — European military and staff planners from Belgium to Bulgaria gathered this week in Austria to take part in Cyber Phalanx 2018. The exercise, which involved 27 nations, aimed to strengthen European readiness against cyberattacks, with a special focus on “cyber defense decision-making and planning processes,” according to the European Defense Agency announcement. The heads of Britain and Germany's domestic intelligence agencies joined European Union officials to warn of an expanded use of cyber to undermine democratic processes by Russia. Countries like Finland have identified cyber espionage as a top threat to the survival of national technology companies. While the EU has organized little in the way of cyber exercises, the Cyber Phalanx exercise won't be the first among European allies to focus on cyber readiness and training. NATO has taken the lead in preparing member nations for cyber threats, organizing exercises like Crossed Swords for members to gain experience with cyber-kinetic operations involving drones and 5G networks. The alliance also recently declared success at its Locked Shields exercise after NATO cyber specialists defended a theoretical country's electric power grid, communication networks and other critical infrastructure from thousands of cyberattacks. NATO has also led the EU in discussions of a response to a cyberattack, even raising the possibility of treating a digital transgression as an act of war. Now, the issue may be warranting more attention from European organizations. Hosted by the EDA and the Multinational Capability Development Campaign (MCDC), Cyber Phalanx seeks to help the participants from various nations familiarize themselves with existing European online structures and their respective roles as cyber stakeholders. As governments around the world contemplate how to recognize the next threat to their networks, the exercises in Austria also will hopefully “increase interoperability” among experts and governments in Europe. Planners will also be prepared to address previously overlooked aspects of cyberwarfare, such as fake news or social media that might be used to compromise planning or execution. As the pilot Cyber Phalanx, the exercises will draw on the feedback received from participants, trainers and organizers to adapt the course and improve the concept for future iterations. The exercises concluded June 8, with lessons learned incorporated into the training curriculum for future European cyber experts. https://www.fifthdomain.com/international/2018/06/08/make-room-nato-eu-is-planting-its-flag-in-cyber/

  • Marine Corps eyeing more recon boats from Australian ‘Whiskey Project’

    May 1, 2024 | International, Naval

    Marine Corps eyeing more recon boats from Australian ‘Whiskey Project’

    A Multi-Mission Reconnaissance Craft was photographed at the Army’s Project Convergence Capstone 4 earlier this year.

All news