Ruimte
Waarom Zwermintelligentie Belangrijk Is voor Autonome Ruimtevaartuigen
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Tot voor kort was de dominante methode om een bewegende machine te vervaardigen, of het nu een vliegtuig, een ruimtevaartuig of een onderzeeër is, deze te ontwerpen naast goed gevestigde mechanische systemen. Meer recent is het idee van “bionica” ontstaan, waarbij kunstmatige ontwerpen biologische nabootsen, vooral voor kenmerken zoals morfologie en voortbeweging. Dit kan de vorm aannemen van het imiteren van libellen om micro‑drones te creëren, menselijke handen voor robots, of onderwatervoertuigen die de vorm van zeedieren hebben.
Deze benadering helpt om de miljarden jaren aan evolutionair proces te benutten die vormen en structuren hebben geoptimaliseerd voor specifieke omstandigheden, meestal met een sterke trend naar energie‑efficiëntie en veerkracht waar kunstmatig ontworpen systemen moeite mee hebben om te evenaren.
Een nieuw wetenschappelijk artikel probeert dit idee verder te duwen, geschreven door onderzoekers van de Peking‑universiteit en de China Academy of Aerospace System and Innovation. De studie betoogt dat een nieuw concept genaamd Extensive Bionic Intelligence (EBI) verdere kunstmatige systemen zou kunnen versterken door evolutionaire mechanismen, verfijnd over miljarden jaren, over te nemen, vooral voor toepassingen in de ruimtevaart.
Het werd gepubliceerd in het Chinese Journal of Aeronautics1 onder de titel “Gedachten over uitgebreide bionische intelligentie in de luchtvaartsector”.
Bionica vs Uitgebreide Bionica
Een reden waarom complexe systemen langzaam steeds meer inspiratie uit biologische systemen halen, is dat naarmate hun complexiteit toeneemt, hun ontwerp dezelfde problemen ondervindt als biologische organismen:
- Een complex netwerk van verschillende componenten moet soepel samenwerken.
- Veranderende omstandigheden en omgevingen vereisen snelle aanpassing.
- “Macroscopische cross‑level emergentie van geavanceerde functies die afwezig zijn in individuele componenten, zich ordelijk ontwikkelend binnen dynamische omgevingen.”
“Bionica is het nemen van een specifiek organisme als object en het imiteren van zijn kenmerkende eigenschappen, om een hoge consistentie te bereiken tussen kunstmatige systemen en natuurlijke organismen in fysieke attributen, bewegingskenmerken en toepassingsscenario’s. Het nastreven van de ultieme gelijkenis tussen het kunstmatige object en het natuurlijke organisme vormt de fundamentele gedachte van bionica.”
Dit kan zeer interessante dierachtige ontwerpen opleveren, zoals bijvoorbeeld het mantarog‑ontwerp van een onderwater‑drone van Northrop Grumman (NOC ) (volg de link voor ons rapport over dat bedrijf).
Echter, deze benadering is ook beperkt omdat ze alleen echte organismen kan nabootsen. Ze kan niet veel itereren op een ontwerp en zal uiteindelijk beperkt worden door het ontwerp dat logisch was voor een fragiele biologische structuur, en niet door wat mogelijk is met levensinspirerende ontwerpen die rekening houden met de voordelen van kunstmatige materialen.
Daarom wordt de nieuwe benadering van “extensive‑bionic” nu overwogen. Het imiteert niet alleen het eindresultaat (levende organismen) maar ook de processen die ze hebben gecreëerd, wat wel of niet vergelijkbare uitkomsten kan opleveren wanneer ze op kunstmatige systemen worden toegepast.
“De extensive‑bionic breekt los van de stereotiepe ‘een‑op‑een‑correspondentie’ mentaliteit (bijvoorbeeld het ontwerpen van een robotvis uitsluitend door zwemmende wezens na te bootsen of drones door vliegende dieren te kopiëren). Het verkent diverse biologische patronen in de natuur, inclusief morfologische, structurele, gedrags‑, redeneervermogen‑, organisatie‑ en zwermpatronen, en abstraheert vervolgens universele methodologieën die op kunstmatige systemen kunnen worden toegepast.”
Toepassing van Uitgebreide Bionica
In het algemeen streeft Extensive Bionic Intelligence (EBI) ernaar om vele wetenschappelijke velden te integreren in een nieuwe school van engineering en ontwerp:
- Biologische evolutie (de opkomst van intelligentie in de natuur),
- De materiële fundamenten en informatieverwerkingsmechanismen van neurowetenschap (de neurale basis van intelligentie)
- Cognitieve wetenschap (de fundamentele manifestaties van intelligentie),
- Psychologie (de geavanceerde manifestaties van intelligentie) integreert multidisciplinaire theorieën om een theoretisch en technologisch kader voor intelligente wetenschap te vormen.
Dit wordt naar verwachting vooral relevant voor bio‑inspirerende systemen en zwermintelligentie, met name de toekomstige ontwikkeling van autonome en intelligente ruimtevaartuigen en luchtvaartsystemen.
“Complexere organismen bieden ook waardevolle paradigma’s. Bijvoorbeeld, het gedistribueerde neurale netwerk en de flexibele cognitie van octopussen demonstreren gedecentraliseerde intelligentie en adaptieve probleemoplossende capaciteiten, wat nieuwe inzichten biedt voor het ontwerpen van sterk autonome onbemande systemen.”
EBI kan ook de toegevoegde waarde bieden van het integreren van meer dan één ontwerp tegelijk, waardoor het beter in staat is om een drone‑ of robot‑“ecosysteem” te creëren dan de één‑op‑een‑imitatie van klassieke bionica.
Het zal de cross‑disciplinaire integratie van meerdere systemen en doelstellingen faciliteren, en zich afwenden van de eerdere eenvoudigere bionische benadering die tot nu toe slechts gemengde resultaten heeft opgeleverd bij het inzetten van functionele hulpmiddelen.
“EBI‑technologie doorbreekt het fenomeen van soort‑isolatie in biologische leerprocessen, en laat simplistische en ruwe overdrachtsbenaderingen zoals ‘het imiteren van vissen onder water’, ‘het repliceren van vogels in de vlucht’, en ‘het nabootsen van wolven op het land’ achter zich.”
De onderzoekers geven een reeks voorbeelden waar die benadering succesvol zou kunnen zijn, inclusief voor zwermintelligentie:
- Vogelflokkengedrag voor coördinatie van meerdere UAV’s (breed imitatie‑bereik).
- Vis‑school‑algoritme om de controle van satellietformaties te optimaliseren (transcendentie van soortgrenzen).
- Onbemande zwermsysteem‑exploratie (cross‑disciplinaire integratie‑versterking).
- Het nabootsen van de principes van menselijke neurale systemen om mensachtige cognitieve agenten te simuleren met denk‑ en leervermogen (focus op het intelligentie‑concept).
Uitgebreide Bionische Intelligentie voor de Luchtvaart
EBI voor Milieuperceptie
Biologische organismen gebruiken gepolariseerde visie voor navigatie, roofdier‑ontwijking, jacht en communicatie. Ze hebben ook vele vormen van visie en zintuigen ontwikkeld die op kunstmatige ontwerpen kunnen worden toegepast:
- Het US Air Force Research Laboratory heeft samengestelde‑oog‑systemen toegepast op korte‑afstand lucht‑naar‑luchtraketten, waardoor snelle doelvergrendeling door zoekers mogelijk is.
- Het CurvACE gebogen kunstmatige samengestelde‑oog‑systeem werd ingezet op drones voor korte‑afstand odometrie, doel‑tracking en visuele stabilisatie‑experimenten.
- Breed‑veld ruimtelijke X‑ray astronomische detectie via kreeft‑oog X‑ray focustechnologie van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC).
- Het nabootsen met een kunstmatig neuraal netwerk van asynchrone spike‑reeksen van dieren om lichtveranderingen aan de hersenen te rapporteren, helpt bij het vastleggen van hoge‑snelheidsdynamiek.
EBI voor Geïntegreerde Rekenkracht
Onderzoek van de Tsinghua‑universiteit gebruikte memristor‑array‑gebaseerde convolutionele netwerken om twee ordes van grootte hogere energie‑efficiëntie te bereiken dan Graphics Processing Units (GPU’s) bij het verwerken van Convolutional Neural Networks (CNN’s).
Evenzo kan neuromorfisch rekenen zoals het Darwin III neuromorfe chip van Zhejiang University meer dan 2 miljoen neuronen en 100 miljoen synapsen op één chip ondersteunen, wat dicht bij het aantal neuronen in eenvoudige dieren komt.
Deze imitatie van de neurologie van een dier kan tot op transistor‑niveau gaan, met silicium‑nanodraad‑neuromorfe transistors die neuronale plasticiteit nabootsen via ion‑gedoopte sol‑gel silicaat‑films.
EBI voor Individuele Besluitvorming
In het algemeen valt autonome besluitvorming onder beperkingen van rekencapaciteit, opslag en hulpbronnen meer dan onder gecentraliseerde intelligentie die toegang heeft tot supercomputers of cloud‑computing.
EBI kan genetische algoritmen, particle swarm optimisation, grey wolf optimiser en kunstmatige vis‑zwerm‑algoritmen gebruiken voor het bepalen van bewegingen, richting, acties, enzovoort, van robots en drones.
Dit past bij de verschuiving van centraal gecontroleerde luchtvaartactiva naar autonome systemen die nuttige beslissingen moeten nemen met beperkte energie, bandbreedte, rekencapaciteit en menselijke supervisie.
Een bio‑inspirerend dopamine‑model voor autonome besluitvorming in robots zou zelfs ontwikkeld kunnen worden, waarbij dopamine motivatie en beloning reguleert, zoals in het menselijk brein.
EBI voor Coöperatieve Controle
Zo‑genoemde “zwermintelligentie” berust op de emergentie van intelligente en complexe groepsgedrag en coördinatie, ondanks de beperkte intelligentie van de individuele componenten. Vis‑scholen, vogel‑zwermen en bijen‑zwermen vertonen dergelijke capaciteit.
Dergelijke bio‑inspirerende coöperatieve controle die geen vaste centrale knooppunten heeft, kan ruimte‑vaartuig‑zwermen in staat stellen te opereren zonder rigide communicatietopologieën, waardoor de veerkracht tegen onverwachte scenario’s zoals het ontbreken of falen van individuele eenheden wordt vergroot.
EBI voor Adversaire Speltheorie
Omdat één toepassing van kunstmatige zwermen en bionica in telecommunicatie‑ en defensietoepassingen ligt, is het vermogen om zowel aan te vallen als aanvallen te weerstaan een belangrijke factor.
Dit maakt biologische groepsgedragingen zoals wolvenroven die gezamenlijk jagen of vis‑scholen die omcirkeling ontwijken bijzonder interessant. Het kan ook de efficiëntie van de groep bevorderen ten koste van individuele componenten van een zwerm, bijvoorbeeld door één ontduiker te laten opofferen om de ontsnapping van anderen te waarborgen, vergelijkbaar met een sterke roofdier die de zwakkere individuen binnen de prooidgroep jaagt.
EBI, AI & Ruimte‑technologieën
Ruimte‑technologieën Adaptief Maken
De snelle ontwikkeling van kunstmatige intelligentie maakt uitgebreide bionische intelligentie nog belangrijker voor luchtvaarttoepassingen. Het snel toenemende belang van ruimtetechnologieën, dankzij herbruikbare lanceervoertuigen, maakt het bovendien cruciaal om de autonomie van ruimtevaartuigen te vergroten.
“De vier sleutelcapaciteiten van ‘toegang tot de ruimte, gebruik van de ruimte, ontwikkeling van de ruimte en verkenning van de ruimte’ stellen hogere eisen aan nieuwe luchtvaartsystemen, inclusief ruimte‑transport‑systemen, ruimte‑infrastructuur, ruimte‑fabricage, diep‑ruimte‑verkenningssystemen en ontwikkelingssystemen.”
Ideaal gezien zouden dergelijke bio‑inspirerende AI‑luchtvaartsystemen verschillende vermogens integreren:
- Een geïntegreerd systeem van perceptie, geheugen, redeneren en besluitvorming met behulp van EBI.
- Zwermintelligentie creëert complexe globale gedragingen uit eenvoudige lokale regels en houdt ze stabiel en voorspelbaar.
- Dynamische herstructurering van neuronale connectiviteit om zich aan te passen aan nieuwe scenario’s en verder te gaan dan de grenzen van de oorspronkelijke trainingsdatasets.
Versnelling van EBI‑Ontwikkeling
De onderzoekers betogen dat om de ontwikkeling en adoptie van Extensive Bionic Intelligence te versnellen, een aantal stappen ondernomen moeten worden.
De eerste stap is de creatie van een volledige bio‑intelligentie‑database. Het zal essentieel zijn om grote hoeveelheden biologische observatiedata te verwerken en te categoriseren, waarbij bio‑intelligentie‑databases geleidelijk worden verfijnd. Op deze manier zal het standaardiseren van heterogene biologische data hun bruikbaarheid voor computationele modellering en fysieke prototype‑ontwerpen waarborgen.
Zodra deze uitgebreide biologische‑intelligentie‑database is gecreëerd, zal het mogelijk zijn om snel de meest taak‑gerichte imitatie‑doelen eruit te selecteren. Dit moet nog wel overeenkomen met menselijke doelen, wat niet eenvoudig zal zijn.
“De belangrijkste technische uitdaging is het opzetten van precieze koppelingsmechanismen die complexe biologische voordelen afstemmen op missiespecifieke technische taken, terwijl oversimplificatie of verlies van functionele essentie wordt vermeden.”
Vervolgens moeten snelle evolutionaire mechanismen worden opgezet om wendbare training voor nieuwe omgevingen en problemen te realiseren. Het zal ook nodig zijn om uitgebreide bionische perceptie‑ en controle‑technologieën te integreren.
Wanneer al deze stappen zijn genomen, zou het EBI‑veld moeten kunnen bijdragen aan autonome diep‑ruimte‑exploratie, buitenaardse multi‑robot‑coördinatie en satelliet‑software‑gedefinieerde systemen, waardoor sprong‑vooruit‑verbeteringen in de intelligentie van onbemande luchtvaartsystemen worden gerealiseerd.
Investeren in Onbemande Intelligentie
Kratos Defense & Security Solutions
KTOS Prijsgrafiek
Begonnen met een focus op defensieve telecommunicatie‑infrastructuur en netwerken, heeft Kratos sinds 2004 een reeks overnames gedaan van kleine of middelgrote elektronica‑ en defensiebedrijven.
Dit heeft ertoe geleid dat het een belangrijke leverancier is geworden van luchtvaart‑telecomoplossingen.
Bron: Kratos Space
Kratos breidt zich ook snel uit in de drone‑ en raketsegmenten, met name de categorie “goedkoop en goed genoeg” munitie, een belangrijke categorie aangezien de productie van dure wapensystemen in zowel aanval‑ als defensierollen moeite heeft om de consumptie in conflicten zoals Oekraïne en Iran bij te houden.
Als zodanig is Kratos een leverancier van subsonische en supersonische raketmotoren zoals de GEK‑serie turboflappen en Zeus vaste‑raketmotoren.
Het produceert ook de XQ‑58 Valkyrie Uncrewed Tactical Aircraft (UTA) evenals drone‑luchtdoelen om wapens te testen.
Op de grond creëert het op afstand bestuurbare en zelfrijdende vrachtwagens en grondlogistieke systemen, hoog‑energetische lasers, lichtgewicht, elektromagnetische interferentie‑beschermde mobiele platforms C5ISR‑systemen (Command, Control, Communications, Computers, Cyber, Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance), en het Sentinel Weapon System, een land‑gebaseerd intercontinentaal ballistisch raket‑systeem in ontwikkeling.
Bedrijven zoals Kratos zijn klein genoeg om wendbaar te blijven, maar groot genoeg om de mogelijkheid te hebben nieuwe concepten zoals Extensive Bionic Intelligence toe te passen op hun autonome drones en andere wapens. Hierdoor zullen ze waarschijnlijk kunnen profiteren van parallelle vooruitgangen in edge‑AI, sensorfusie, gedecentraliseerde coördinatie en multi‑agent‑missieplanning.
(U kunt ook ons volledige investeringsrapport over Kratos lezen voor meer informatie)
Laatste Kratos Defense & Security Solutions (KTOS) Aandelen‑Nieuws en Ontwikkelingen
Bestudeerde Referentie
1. Junzhi Yu, et al. Gedachten over uitgebreide bionische intelligentie in de luchtvaartsector. Chinese Journal of Aeronautics. 13 maart 2026, 104161. https://doi.org/10.1016/j.cja.2026.104161
