Ученые обнаружили, что медоносные пчелы могут понимать концепцию нуля, поместив их в элитный клуб умных животных, которые могут понять абстрактное математическое понятие ничего.
Демонстрируя, что даже крошечный мозг может понимать сложные, абстрактные концепции, неожиданное открытие открывает возможности для новых, более простых подходов к развитию искусственного интеллекта.
В исследовании, опубликованном в журнале Science, австралийские и французские исследователи проверили, могут ли медоносные пчелы ранжировать числовые величины и понимать, что ноль находится в нижнем конце последовательности чисел.
Доцент Адриан Дайер из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, сказал, что число ноль является основой современной математики и технологических достижений.
«Ноль - сложная для понимания концепция и математический навык, который не дается легко - детям требуется несколько лет, чтобы научиться», - сказал Дайер.
Долгое время мы считали, что только у людей есть разум, чтобы понять эту концепцию, но недавние исследования показали, что у обезьян и птиц также есть мозги для этого.
"Чего мы не знали до сих пор, так это того, могут ли насекомые также понимать ноль."
Пчелы являются не только важными опылителями, но и исключительными модельными видами для изучения познания насекомых. Предыдущие исследования показали, что они могут обучаться сложным навыкам у других пчел и даже понимать абстрактные понятия, такие как сходство и различие.
Но мозг пчелы имеет менее 1 миллиона нейронов - по сравнению с 86 000 миллионами нейронов человеческого мозга - и мало что было известно о том, как мозг насекомого справится с тестированием на такой важный арифметический навык.
Исследователь с докторской степенью RMIT Скарлетт Ховард (Scarlett Howard) решила протестировать медоносную пчелу на ее понимание, пометив отдельных медоносных пчел для легкой идентификации и заманив их к специально разработанному испытательному устройству.
Пчелы были обучены выбирать изображение с наименьшим количеством элементов, чтобы получить в награду сахарный раствор.
Например, пчелы научились выбирать три элемента, когда им предлагали три против четырех; или два элемента, когда представлено два против трех.
Когда Ховард периодически тестировал пчел с изображением, которое не содержало элементов, и с изображением, содержащим один или несколько элементов, пчелы поняли, что набор нулей был меньшим числом, несмотря на то, что они никогда не сталкивались с «пустым набором».."
Дайер, исследователь из Bio Inspired Digital Sensing-Lab (BIDS-Lab) в Исследовательском центре цифровой этнографии RMIT, сказал, что результаты открыли дверь к новому пониманию того, как разные мозги могут представлять ноль.
"Это сложная нейробиологическая проблема", - сказал он.
Нейроны относительно легко реагируют на стимулы, такие как свет или присутствие объекта, но как мы, или даже насекомые, понимаем, что такое ничто?
Как мозг представляет собой ничто? Могли ли пчелы и другие животные, которые собирают много пищи, развить специальные нейронные механизмы, позволяющие воспринимать ноль?
"Если пчелы могут освоить такой, казалось бы, продвинутый математический навык, который мы даже не находим в некоторых древних человеческих культурах, возможно, это открывает дверь для рассмотрения механизма, который позволяет животным и нам понять концепцию ничего."
Одной из проблем в развитии искусственного интеллекта является предоставление роботам возможности работать в очень сложных условиях, сказал Дайер.
"Перейти дорогу для взрослых людей просто, мы понимаем, что если нет приближающихся машин, нет велосипедов или трамваев, то, вероятно, переходить можно", - сказал он.
Но что такое ноль, как мы можем представить это для стольких сложных классов объектов, чтобы принимать решения в сложных средах?
"Если пчелы могут воспринимать ноль с мозгом, состоящим из менее чем миллиона нейронов, это говорит о том, что существуют простые и эффективные способы научить ИИ новым трюкам".
Исследование проводилось как в Австралии, так и во Франции и включало множество контрольных экспериментов для подтверждения результатов.
Соавтор исследования, доктор Аврора Аваргес-Вебер из Университета Тулузы во Франции, сказала: «Открытие, что пчелы могут демонстрировать такое сложное понимание чисел, было действительно удивительным, учитывая их крошечный мозг».
"Таким образом, большой мозг не нужен, чтобы играть с числами. Таким образом, эта способность, вероятно, присуща многим другим животным."