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蜜蜂可以做基本的算术

发布时间:2019-05-28 10:50:15 来源:

研究人员发现蜜蜂可以做基础数学,这一发现扩展了我们对大脑尺寸与脑力之间关系的理解。

基于他们的发现,蜜蜂可以理解零的概念,澳大利亚和法国的研究人员开始测试蜜蜂是否可以执行加法和减法等算术运算。

解决数学问题需要复杂的认知水平,涉及数字的复杂心理管理,长期规则和短期工作记忆。

甚至蜜蜂的微型大脑都可以掌握基本数学运算的启示也对人工智能的未来发展产生影响,特别是在改善快速学习方面。

在澳大利亚墨尔本皇家理工大学的研究人员的带领下,新的研究表明蜜蜂可以被教导将颜色识别为加法和减法的符号表示,并且他们可以使用这些信息来解决算术问题。

RMIT的副教授Adrian Dyer表示,加法和减法等数值运算很复杂,因为它们需要两个级别的处理。

“你需要能够掌握在长期记忆中增加和减少的规则,同时在短期记忆中精神操纵一组给定的数字,”戴尔说。

“除此之外,我们的蜜蜂还利用他们的短期记忆来解决算术问题,因为他们学会了将正或负视为抽象概念,而不是给予视觉辅助。

“我们的研究结果表明,非人类动物在自然界中发现的先进数字认知可能比先前所怀疑的更为广泛。

“如果数学不需要庞大的大脑,我们也可能有新的方法将长期规则和工作记忆的相互作用融入到设计中,以改善对新问题的快速AI学习。”

围绕动物是否知道或可以学习复杂数字技能存在相当大的争议。

许多物种可以理解数量之间的差异,并用它来觅食,做出决定和解决问题。但是数字认知,例如确切的数字和算术运算,需要更复杂的处理水平。

以前的研究表明,一些灵长类动物,鸟类,婴儿甚至蜘蛛都可以添加和/或减去。发表在“ 科学进步”杂志上的这项新研究为该名单增添了蜜蜂。

蜜蜂学校?蜜蜂是如何训练的

该实验由博士研究员Scarlett Howard在RMIT的Bio Inspired Digital Sensing-Lab(BIDS-Lab)进行,包括培训个体蜜蜂参观Y形迷宫。

当蜜蜂在迷宫中做出正确的选择时,蜜蜂会得到糖水的奖励,如果选择不正确,他们会收到苦味的奎宁解决方案。

如果蜜蜂位置提供了良好的食物来源,蜜蜂会回到一个地方,所以蜜蜂会反复返回实验室,以收集营养并继续学习。

当蜜蜂飞入迷宫的入口时,他们会看到一组1至5个形状的元素。

形状是蓝色,这意味着蜜蜂必须添加,或黄色,这意味着蜜蜂不得不减去。

查看初始数字后,蜜蜂将通过一个洞进入决策室,在那里它可以选择飞到迷宫的左侧或右侧。

一方有一个不正确的问题解决方案,而另一方有正确的正负解决方案。在整个实验过程中随机改变了正确的答案,以避免蜜蜂学会访问迷宫的一侧。

在实验开始时,蜜蜂做出随机选择,直到他们能够找到解决问题的方法。最终,超过100次学习试验花了4到7个小时,蜜蜂得知蓝色意味着+1,而黄色意味着-1。然后,蜜蜂可以将规则应用于新数字。

斯嘉丽霍华德表示,在历史上人类社会的蓬勃发展中,做基础数学的能力至关重要,有证据表明埃及人和巴比伦人在公元前2000年使用算术。

“这些天,我们学习儿童,加号表示你需要添加两个或更多的数量,而减号表示你减去,”她说。

“我们的研究结果表明,对数学符号作为一种语言的复杂理解是许多大脑可能实现的,并有助于解释有多少人文化独立发展的计算技能。”

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