研究人員發現蜜蜂可以做基本的數學運算
2月6日,據外媒報導,研究人員發現蜜蜂可以做基本的數學運算。這一發現有利於我們對大腦大小和腦力之間關係的理解。研究發現,蜜蜂可以理解零的概念,澳大利亞和法國的研究人員開始測試蜜蜂是否能進行加法和減法等算術運算。解數學題需要一個複雜的認知水平,涉及復雜的心理管理數字,長期規則和短期工作記憶。
即使是蜜蜂的微型大腦也能掌握基本的數學運算,這一發現對人工智能的未來發展,特別是在提高快速學習能力方面有著重要的意義。
這項由澳大利亞皇家墨爾本理工大學(RMIT)的研究人員領導的新研究表明,蜜蜂可以被教導識別顏色作為加法和減法的符號表示法,並且可以利用這些信息來解決算術問題。
RMIT的副教授Adrian Dyer說,像加法和減法這樣的數值運算很複雜,因為它們需要兩個層次的處理。Dyer說:“你需要能夠掌握你的長期記憶中的加減規則,同時在你的短期記憶中對一組給定的數字進行心理操作。除此之外,我們的蜜蜂還利用他們的短期記憶來解決算術問題,因為他們學會了把正負作為抽象概念來識別,而不是給予視覺輔助。”
他還說:“我們的發現表明,在自然界中,高級數字認知在非人類動物中的發現可能比先前所懷疑的要廣泛得多。如果數學不需要一個龐大的大腦,我們也可能有新的方法將長期規則和工作記憶的交互作用納入設計中,以提高對新問題的快速人工智能學習。”
關於動物是否知道或能夠學習複雜的數字技能,存在著相當大的爭論。許多物種可以理解數量之間的差異,並將其用於覓食、決策和解決問題。但是,數字認知,如精確數字和算術運算,需要更複雜的處理水平。
研究人員發現,蜜蜂可以做基礎數學,以前的研究已經表明,一些靈長類動物、鳥類、甚至蜘蛛都可以加減運算。這項新的研究把蜜蜂也加到這個名單上了。
這一實驗由博士生研究員Scarlett Howard在RMIT的Bio啟發數字傳感實驗室(BITS-Lab)中進行,涉及到訓練單個蜜蜂參觀Y形迷宮。當蜜蜂在迷宮中做出正確的選擇時,它們會得到糖水的獎勵;如果選擇不正確,蜜蜂會得到苦味的奎寧溶液。
當一隻蜜蜂飛進迷宮的入口處時,他們會看到一組元素,形狀在1到5個之間。這些形狀如果是藍色的,這意味著蜜蜂必須加起來,如果是黃色的,這意味著蜜蜂必須減去。看完最初的數字後,蜜蜂會穿過一個洞飛進一個決策室,在那裡它可以選擇飛到迷宮的左邊或右邊。在實驗開始時,蜜蜂進行隨機選擇,直到它們想出解決問題的方法。最後,花了4到7個小時的100多個學習試驗,蜜蜂了解到藍色意味著+1,而黃色意味著-1,蜜蜂然後將規則應用於新的數字。
Scarlett Howard說,在人類社會繁榮的歷史上,基本數學的能力是至關重要的,有證據表明埃及人和巴比倫人在公元前2000年左右使用了算術。
她說:“現在,我們從小就知道加號意味著加法,而減號則意味著減法。我們的發現表明,數學符號作為一種語言的複雜理解可能是許多大腦都能做到的,這有助於解釋有多少人類文化獨立地發展了算術技能。”