Исследователи обнаружили, что пчелы могут выполнять базовые математические операции, и это открытие расширяет наше понимание взаимосвязи между размером мозга и его силой.
Основываясь на своем открытии, что медоносные пчелы могут понимать концепцию нуля, австралийские и французские исследователи решили проверить, могут ли пчелы выполнять арифметические операции, такие как сложение и вычитание.
Решение математических задач требует сложного уровня познания, включая сложное мысленное управление числами, долгосрочными правилами и кратковременной рабочей памятью.
Открытие того, что даже миниатюрный мозг пчелы может понимать основные математические операции, имеет значение для будущего развития искусственного интеллекта, особенно для улучшения быстрого обучения.
Во главе с исследователями из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, новое исследование показало, что пчел можно научить распознавать цвета как символические представления для сложения и вычитания, и что они могут использовать эту информацию для решения арифметических задач.
Доцент RMIT Адриан Дайер сказал, что числовые операции, такие как сложение и вычитание, сложны, потому что они требуют двухуровневой обработки.
«Вы должны быть в состоянии удерживать правила сложения и вычитания в своей долговременной памяти, мысленно манипулируя набором заданных чисел в своей кратковременной памяти», - сказал Дайер.
Помимо этого, наши пчелы также использовали свою кратковременную память для решения арифметических задач, так как они научились распознавать плюс или минус как абстрактные понятия, а не получать визуальные пособия.
Наши результаты показывают, что продвинутое числовое познание может быть обнаружено в природе гораздо более широко среди нечеловеческих животных, чем предполагалось ранее..
"Если математика не требует большого мозга, у нас также могут быть новые способы включить взаимодействие как долгосрочных правил, так и рабочей памяти в проекты, чтобы улучшить быстрое изучение ИИ новых задач."
Существуют серьезные споры о том, знают ли животные сложные числовые навыки или могут ли они их выучить.
Многие виды могут понимать разницу между количествами и использовать это для поиска пищи, принятия решений и решения проблем. Но численное познание, такое как точное число и арифметические операции, требует более сложного уровня обработки.
Предыдущие исследования показали, что некоторые приматы, птицы, младенцы и даже пауки могут складывать и/или вычитать. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, добавляет к этому списку пчел.
Школа для пчел? Как дрессировали пчел
Эксперимент, проведенный доктором наук Скарлетт Ховард в Лаборатории цифровых датчиков Bio Inspired (BIDS-Lab) в RMIT, включал обучение отдельных медоносных пчел посещению Y-образного лабиринта.
Пчелы получали в награду сахарную воду, когда они делали правильный выбор в лабиринте, и получали горький на вкус раствор хинина, если выбор был неправильным.
Медоносные пчелы вернутся в место, если это место обеспечивает хороший источник пищи, поэтому пчелы неоднократно возвращались в экспериментальную установку, чтобы собрать пищу и продолжить обучение.
Когда пчела летела ко входу в лабиринт, она видела набор элементов от 1 до 5 форм.
Фигуры были либо синими, что означало, что пчела должна складывать, либо желтыми, что означало, что пчела должна была вычитать.
После просмотра начального числа пчела летела через отверстие в камеру принятия решений, где она могла выбрать, лететь в левую или правую сторону лабиринта.
У одной стороны было неправильное решение задачи, а у другой стороны было правильное решение либо плюс, либо минус единица. Правильный ответ менялся случайным образом на протяжении всего эксперимента, чтобы пчелы не научились посещать только одну сторону лабиринта.
В начале эксперимента пчелы делали случайный выбор, пока не смогли решить, как решить задачу. В конце концов, после более чем 100 обучающих испытаний, которые заняли от 4 до 7 часов, пчелы узнали, что синий означает +1, а желтый означает -1. Затем пчелы могли применить правила к новым числам.
Скарлетт Ховард сказала, что умение выполнять базовые математические операции было жизненно важным для исторического процветания человеческого общества, и есть доказательства того, что египтяне и вавилоняне использовали арифметику около 2000 г. до н.э.
"Сейчас мы в детстве учимся, что знак плюса означает, что вам нужно сложить два или более количества, а знак минус означает, что вы вычитаете", - сказала она.
"Наши результаты показывают, что сложное понимание математических символов как языка, вероятно, может быть достигнуто многими мозгами, и помогает объяснить, сколько человеческих культур независимо развили навыки счета."