הידעתם ששפיריות נמצאות בעולם כבר כמעט 300 מיליון שנים מבלי שהשתנו? מתברר שהחרק הטורף הזה הוא אחד מהזנים הנדירים בטבע שהצליח להשתמר הודות ליכולת הסתגלות נדירה שעיקרה, מוח זעיר בעל יכולת חישוביות חסרת תקדים. השפירית – Anisoptera בשמה הלטיני- מכונה באנגלית DRAGONFLY בשל המראה המוזר שלה וצבעה העז. על פי מספר מחקרים, לפני כמה מיליוני שנים לשפיריות היו כנפיים ענקיות שהגיעו עד לגודל של 70 ס״מ, מה שהפך אותם לטורף מסוכן. עד היום היא נחשבת לחרק המהיר בעולם, בעל יכולת הסוואה נדירה וראייה חדה. כל אחת שתי העיניים שלה מורכבת מ 29,000 עדשות קטנות שיוצרות מצרף אופטי המאפשר לה לאתר את הטרף במהירות רבה ובזווית ראיה רחבה מאד. ואחרי ההקדמה הזאולוגית הזו אתם שואלים את עצמכם מה הקשר בין החרק המהיר בעולם לתעשיות הביטחוניות? תתפלאו, הרבה מאד.
מעבדות הניסוי SANDIA
צילום: Sandia National Laboratories, Randy Montoya
מחקר חדש שהתפרסם בתחילת השנה בארצות הברית בוחן את יכולת החישוביות של מוח השפירית במטרה לבנות אלגוריתם דומה למערכות יירוט הטילים העתידיות של צבא ארצות הברית. את המחקר עורך צוות מדענים המורכב ממתמטיקאים, ביולוגים, חוקרי מוח ופיסיקאים ב Sandia National Laboratories הממוקמות בעיר אלבוקרקי במדינת ניו מכסיקו. המעבדות הללו היו בעבר חלק ממערך המחקר הגרעיני של ארצות הברית (ראו הרחבה בהמשך). בראש צוות המחקר עומדת ד״ר פרנסיס צ׳אנס, מומחית בתחום חקר יכולות קוגניטיביות והפכיתן לאלגוריתמיקה מתקדמת. מתברר שהשפיריות הן לא רק החרק המהיר בעולם אלא גם הטורף היעיל ביותר מאז ומתמיד. אחוז ההצלחה שלהן בטרף חרקים עומד על 95 אחוזים, תולדה של יכולת חישובית מהירה בתלת מימד. השפירית לא מבזבזת אנרגיה מיותרת, היא מזהה בעזרת העיניים הגדולות שלה את הטרף ואז עפה במהירות לכיוונו וטורפת אותו באוויר. התיאור היבש מקפל בתוכו חישוביות מתקדמת של בעל חיים בעל מוח של ננו מ״מ. למעשה, הפעולה הזו מקבילה לחלוטין לעקרון יירוט טילים, פגיעה מדויקת של עצם בעצם בזמן מעוף של שניהם. השפירית מתברר, מצליחה לעקוב אחר הטרף (מטרה) בזמן מעוף שלו ושלה ולתכנן את נקודת המפגש המדויקת באוויר. הלוגיקה הזו שונה לחלוטין מהטורפים האחרים שאנחנו מכירים שמבצעים את הטרף רק אחרי מרדף. לטענת המדענים במעבדות Sandia, פיצוח יכולת החישוביות והפשטה שלה, תוכל ליצור אלגוריתם מתקדם שיקצר באופן משמעותי את זמן נעילת טיל היירוט על טיל המטרה ובכך אחוזי היירוט יגדלו באופן משמעותי.
ביקור שר האנרגיה של ארה״ב ריק פרי במעבדות
צילום: Sandia National Laboratories
ניתן להבין את המשמעות של המחקר בסימולציה למציאות הישראלית של איום רקטי מתמיד בשתי זירות מיידיות – לבנון ועזה. בעניין הזה יש להדגיש כי רק המערכות הישראליות עמדו עד היום בהתנסות אמתית בתנאי קרב – combat proven. בעניין הזהף זה לא סוד שהפלסטינים הסיקו בשנים האחרונות מסקנות רבות מסבבי הלחימה ״העונתיים״ עם ישראל ובעזרת מומחים חיצונים (אירן וחיזבאללה) הם ניתחו את יכולות היירוט של מערכת כיפת ברזל. זו הסיבה שבעימותים האחרונים מול החמאס והג׳יהאד האיסלמי, כל ארגון ירה מטחים של עשרות רקטות בזמן קצר, למטרות נקודה. ההיגיון שעמד מאחורי הטקטיקה הזו היה הצפת מטרות. ההערכה הפלסטינית הייתה שמערכות כיפת ברזל יתקשו להתמודד מול עשרות טילים במקביל, ולכן סביר להניח שחלק מהרקטות יצליחו לחדור את מעטפת ההגנה סביב הערים הגדולות. לשמחתנו התאוריה הזו הצליחה בחלקה הקטן, אם כי ברור שבתרחיש לבנוני מטחי רקטות וטילים יכולים להגיע לכדי מאות טילים, לטווחים שונים ובמקביל. בדיוק את הפער המבצעי הזה יכולה לסגור יכולת עיבוד מהירה מתקדמת של מערכות היירוט. המחקר האמריקני מתמקד כרגע בפיתוח מהירות החישוב ובניית אלגוריתם בהתאם. עדיין לא ברור (לפחות לא בפרסומים הרשמיים), האם האלגוריתם המפותח יוטמע במערכת השליטה והבקרה של מערכות היירוט, כלומר בקרונות השליטה בה נמצא המכ״מ והמפעיל, או שמא ישירות בטיל עצמו שיהפוך בעזרת בינה מלאכותית ואלגוריתמיקה מתקדמת, למערכת עצמאית שכוללת יכולות של איתור, הפללה והשמדה.
עד כמה המחקר הזה מורכב תעיד העובדה הבאה. מתברר שלשפיריות, למרות ההתמצאות המרחבית הנדירה והיכולת האנליטית לעקוב אחרי טרף, אין תפיסה וראייה תלת ממדית. כדי להבין את הפרדוקס עקבו המדענים אחרי מסלולי מעוף של שפיריות, והצליחו לבנות סימולציות דיגיטליות בהתאם. השלב הבא היה לבנות מודל של מערכות העצבים במוח השפירית ולנתח את מבנה האותות החשמליים. מתברר שהמודל הדיגיטאלי הצליח לחקות ברמת דיוק גבוהה את מוח השפירית. במחקר התברר כי מהירות התגובה של השפירית למעוף הטרף עומד על 50 אלפיות השנייה!!! כלומר, שישית מזמן מצמוץ של עין אנושית. יותר מכך, החישוביות של השפיריות נעשית בעזרת מערכת של עד שלושה עצבים, בעוד חישוביות של מוח אנושי מורכבת מכמה מערכות כאלה הפועלות במקביל. כלומר, המסקנה המתבקשת היא כי ניתן להגביר את מהירות החישוב, למרות מספר קטן יותר של תשומות ואמצעים. כיום, כוח העיבוד המושקע על כל טיל מיירט גדול יחסית בהשוואה לכל חימוש מונחה אחר, וצריכת החשמל בהתאם. לכן, חיקוי של המודל הביולוגי בעזרת אלגוריתם מתקדם, יוכל להגדיל את הספק ונפח החישוביות של מערכות היירוט בעשרות אחוזים.
ואחרי כל זה המדענים של Sandia מבקשים להוריד ציפיות. החשש העיקרי הוא כי האלגוריתם, מתקדם ככל שיהיה, יכול שלא בסופו של דבר שלא ל ״הבשיל״ לכדי יכולת מבצעית. אלא שגם במקרה הזה המחקר לא ירד לטימיון. אחד החוקרים סיכם זאת כך בראיון למגזין “NEW ATLAS”: ״גם אם זה לא יגיע לכדי שיפור טכנולוגיית יירוט טילים, זה יכול בהחלט להשתלב בתחומים אחרים של בינה מלאכותית מתקדמת ולימוד עמוק. כמו יכולת כזו יכולה בהחלט להתאים לתעשיית הרכב האוטונומי שכבר נמצא כאן עם יכולת בינה מלאכותית מתקדמת״.
מעבדות Sandia National Laboratories מפצצת גרעין למוח שפיריות
מעבדות Sandia National Laboratories החלו את דרכן כאגף Z בפרויקט מנהטן, פצצת הגרעין של ארצות הברית. הן מוקמו במעבדות ״לוס אלאמוס״ בעיר המדברית אלבוקרקי, ניו מכסיקו. האגף היה אחראי אז על כל החלקים הלא גרעיניים בפצצה, כולל הרכבה וניסוי של המערכות הנלוות . השם Sandia Laboratories ניתן ב 1948 כאשר המעבדות הפכו למעבדות מחקר בנושאי אנרגיה. בהחלטת קונגרס מ 1979 הן הוסבו לזרוע המחקר המרכזית של ארצות הברית בנושאי אנרגיה, בכפיפה ישירה לוועדה הלאומית לאנרגיה. ב 1993 נקנו Sandia National Laboratories על ידי לוקהיד מרטין וב 2017 עברו לניהול קונצרן Honeywell International. כיום הן מוגדרות כגוף מחקרי התומך במגוון נושאים הקשורים בביטחון הלאומי של ארצות הברית.
