Британские исследователи обнаружили, что пчелы используют движение во время полета, чтобы улучшить мозговые сигналы, что позволяет им распознавать изображения замечательной точности. Построив цифровую модель мозга насекомых, они подтвердили свое предположение, что восприятие, основанное на движении, может улучшить работу систем искусственного интеллекта и робототехники за счет повышения эффективности, а не повышения вычислительной мощности.
Способность пчел запоминать визуальные образы, такие как отличительные лица, давно известны людям. Результаты недавнего исследования ученых из Университета Шеффилда (Великобритания) дают новый взгляд на то, как эти насекомые ориентированы в мире с такой, казалось бы, простой эффективностью, пишет Science Daily. Цифровая модель Digital Bee Brain объясняет, как движения этих насекомых во время полета создают четкие и эффективные сигналы, которые позволяют пчелам передавать визуальную информацию друг другу.
В исследовании подчеркивается одна важная идея: интеллект генерируется взаимодействием между мозгом, телом и окружающей средой. Он демонстрирует, как даже маленькие мозги насекомых могут решать сложные визуальные задачи, используя только несколько ячеек. Открытие может значительно изменить подход к развитию следующего поколения искусственного интеллекта.
Цифровая модель пчелиного мозга показала, что движения тела насекомых во время полета влияют на образование визуальной информации и генерируют уникальные электрические сигналы в их мозге. Они создают нейронные сигналы, которые позволяют пчелам легко и эффективно распознавать предсказуемые характеристики окружающего мира.
Пчелиные нейроны устанавливаются на определенные направления и движения, так как их мозговые сети постепенно адаптируются путем повторного воздействия различных стимулов, уточняя их реакции, не полагаясь на ассоциации или подкрепления. Это позволяет мозгу пчел адаптироваться к окружающей среде только путем получения визуальной информации во время полета и не требуя немедленного вознаграждения. Это означает, что мозг пчел чрезвычайно эффективен, хотя только несколько активных нейронов используются для распознавания сайтов. Огромная экономия энергии и вычислительная мощность.
Чтобы проверить свою модель, исследователи подвергли ее тем же визуальным тестам, с которыми сталкиваются настоящие пчелы. В одном из ключевых экспериментов модель должна была различать признаки плюс и умножения. Модель работала намного лучше, имитируя поведение пчел: он сканировал только нижнюю половину моделей.
Даже с небольшой нейронной сетью модель смогла доказать, что пчелы смогли распознать человеческие лица.
Они определили минимальное количество нейронов, необходимых для задач для распознавания визуальных моделей, и обнаружили, что это число было чрезвычайно небольшим даже для сложных задач, таких как распознавание людей. Другими словами, микроскопические мозги этих насекомых способны выполнять сложные вычислительные задачи.
«Эта научная работа поддерживает растущее число доказательств того, что животные не получают пассивную информацию, но активно ее формируют», — говорит Микко Юсола, один из исследователей. -Наша новая модель расширяет этот принцип на обработку визуальной информации о более высоком порядке в пчелах, показывая, как сканирование, обусловленное поведением, генерирует короткие, обучающие нейронные коды. Вместе эти результаты подтверждают одну структуру, в которой восприятие, действие и динамика мозга развиваются совместно для решения сложных визуальных задач с минимальным потреблением ресурсов, предлагая ценную информацию как для биологии, так и для искусственного интеллекта. «
Медовые пчелы должны быстро судить, какие цветы, вероятно, будут подавать в качестве пищи на их улье, прячаясь от хищников. Их мозг меньше семян кунжута, но они принимают так много мгновенных решений, что робот, запрограммированный для выполнения задач пчел, нуждается в поддержке суперкомпьютеров. В исследовании 2023 года ученые представляют модель принятия решений пчелами и описывают пути в своем мозге, которые позволяют им быстро принимать решения.
