蜻蜓大脑能怎样启示计算机设计？(5)

要确定这种神经网络是否真的包含了蜻蜓大脑的所有秘密，我们还需要开展更多的工作。位于弗吉尼亚州的霍华德•休斯医学研究所珍妮莉娅研究园区的研究人员为蜻蜓开发了一种微型背包，可以在蜻蜓飞行时测量蜻蜓神经系统发出的电信号，并将这些数据传输给研究人员进行分析。背包很小，不会打扰蜻蜓的捕猎。同样，神经科学家也可以记录蜻蜓大脑中单个神经元发出的信号，当蜻蜓静止不动时，向它呈现适当的视觉暗示，让它认为自己在移动，创造出蜻蜓级的虚拟现实。
神经科学家可以利用来自这些系统的数据来验证蜻蜓大脑模型，将蜻蜓大脑模型的活动与一只活蜻蜓的生物神经元的活动模式进行比较。虽然我们还不能直接测量蜻蜓大脑中神经元之间的独特联系，但我和合作伙伴可推断出蜻蜓的神经系统正在进行的计算是否与我的人工神经网络的预测相似。这将有助于确定蜻蜓大脑中的连接是否与我在神经网络中预先计算的权重类似。我们一定能找到模型与真实的蜻蜓大脑之间的不同之处。也许这些差异将向我们提供蜻蜓大脑快速计算捷径的线索。
蜻蜓还能教我们如何实现“专注”的计算机。人们知道大脑全神贯注时是什么感觉：专心致志，精力集中在一项任务上，干扰似乎都消失了。蜻蜓同样可以集中注意力。它的神经系统会更加专注于特定（也可能是选定的）目标的反应，即使在同一视野中看到其他潜在的猎物依然如此。一旦蜻蜓决定追逐某一特定的猎物，只有当它未能捕捉到首选猎物时，它才会改变目标。（换句话说，如果你很容易分心，那么用平行航行方法来捕捉猎物也是没用的。）
哪怕我们最终发现，蜻蜓的注意力机制没有人类在拥挤的咖啡店中集中注意力的机制复杂，但依然可以证明这种简单且功耗低的机制能够提供舍弃无关输入的有效方法，对下一代算法和计算机系统是有益的。
研究蜻蜓大脑的好处不止开发出新算法；它们还会影响系统设计。蜻蜓眼睛的运行速度很快，相当于每秒200帧，是人类视觉速度的几倍。但它们的空间分辨率相对较差，也许只有人眼的1/100。了解到蜻蜓为何尽管感知能力有限，却还能如此有效地猎捕，可以为设计更高效的系统提供思路。具体到导弹防御问题上，蜻蜓的例子表明，我们的快速光学传感反导系统可能不需较高的空间分辨率就能击中目标。
蜻蜓并不是唯一能启发神经仿生计算机设计的昆虫。帝王蝶迁徙的距离非常远，它们可以凭借天生的本能在一年中的适当时间开启迁徙之旅，并朝着正确的方向飞行。我们知道帝王蝶依靠的是太阳的位置，但是要靠太阳找到正确的行进方向，就需要对一天的时间变化保持关注。如果你是一只向南飞的蝴蝶，太阳应该早上在你的左边，下午在你的右边。那么，为了确定自己的方向，蝴蝶大脑必须懂得自己的昼夜节律，并将这些信息与它所观察到的东西结合起来。