Пчелы могут выполнять арифметические операции

Опираясь на то, что медоносные пчелы могут понять концепцию нуля, австралийские и французские исследователи решили проверить, могут ли пчелы выполнять арифметические операции, такие как сложение и вычитание.

Решение математических задач требует определенного уровня познания, включая сложное умственное управление числами, долговременные правила и кратковременную рабочую память.

Открытие того, что даже миниатюрный мозг медоносной пчелы может понять основные математические операции, имеет значение для будущего развития искусственного интеллекта, особенно в улучшении быстрого обучения.

Новое исследование, проведенное под руководством ученых из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, 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, являются сложными, потому что они требуют двух уровней обработки.

«Вы должны уметь придерживаться правил сложения и вычитания в вашей долговременной памяти, одновременно мысленно манипулируя набором заданных чисел в вашей кратковременной памяти», — сказал Дайер.

«Кроме того, наши пчелы также использовали свои кратковременные воспоминания для решения арифметических задач, поскольку они научились распознавать плюсы или минусы как абстрактные понятия, а не как наглядные пособия. Наши результаты показывают, что передовое численное познание может быть гораздо более широко распространено в природе среди животных, чем предполагалось ранее.»

«Если для математики не требуется большой мозг, у нас также могут появиться новые способы включения взаимодействий как долгосрочных правил, так и рабочей памяти в проекты, чтобы улучшить быстрое изучение ИИ новых проблем».

Существует много споров о том, знают ли животные или могут ли они выучить сложные численные навыки. Многие виды могут понять разницу между количествами и использовать ее для кормления, принятия решений и решения других проблем. Но численное познание, такое как точное число и арифметические операции, требует более сложного уровня обработки.

Предыдущие исследования показали, что некоторые приматы, птицы, и даже пауки могут складывать и / или вычитать. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, добавляет пчел в этот список.

Эксперимент, проведенный в RMIT, включал в себя обучения отдельных пчел при посещения Y-образного лабиринта. Пчелы получали награду — сахарную воду, когда они делали правильный выбор в лабиринте, и получали раствор хинина с горьким вкусом, если выбор был неправильным.

Как правило, медоносные пчелы вернутся в какое-то место, если место обеспечит хороший источник пищи, поэтому пчелы неоднократно возвращались в экспериментальную установку для сбора пищи и продолжения обучения. Когда пчела влетела во вход в лабиринт, она видела набор элементов от 1 до 5 фигур.

Формы были либо синего цвета, что означало, что пчела должна была прибавить, либо желтого цвета, что означало, что пчела должна была вычесть. После просмотра начального номера пчела пролетела бы через отверстие в камере принятия решений, где она могла бы лететь к левой или правой стороне лабиринта.

У одной стороны было неправильное решение проблемы, а у другой стороны было правильное решение. Правильный ответ менялся случайным образом на протяжении всего эксперимента, чтобы пчелы не учились посещать только одну сторону лабиринта.

В начале эксперимента пчелы делали случайные выборы, пока не смогли понять, как решить проблему. В конце концов, через более 100 учебных занятий, которые занимали от 4 до 7 часов, пчелы узнали, что синий означает +1, а желтый -1. После это пчелы смогли применить правила к новым номерам.

S.R. Howard el al., «Numerical cognition in honeybees enables addition and subtraction,» Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aav0961