研究人员发现蜜蜂能比我们更好更快地做出决策

研究人员发现蜜蜂能比我们更好更快地做出决策新研究揭示了蜜蜂大脑的决策路径,阐明了蜜蜂快速准确地评估花蜜的能力,这可能会给更多自主机器人的设计带来灵感。这项由多位学术专家领导的研究还强调了进化完善的昆虫大脑的效率,可为未来工业领域的人工智能发展提供指导。图片来源:ThéotimeColin这项研究揭示了昆虫思维的运作和人类认知的进化,并为改进机器人设计提供了启示。论文提出了蜜蜂的决策模型,并概述了蜜蜂大脑中实现快速决策的路径。这项研究由悉尼麦考瑞大学的安德鲁-巴伦(AndrewBarron)教授、谢菲尔德大学的哈迪-马布迪(HaDiMaBouDi)博士、内维尔-迪尔登(NevilleDearden)和詹姆斯-马歇尔(JamesMarshall)教授领导。巴伦教授说:"决策是认知的核心。决策是对可能结果进行评估的结果,而动物的生活充满了决策。蜜蜂的大脑比芝麻还小。但它却能比我们更快、更准确地做出决定。要让机器人完成蜜蜂的工作,需要超级计算机的支持。""今天的自主机器人在很大程度上是在远程计算的支持下工作的。无人机相对来说是无脑的,它们必须与数据中心进行无线通信。这种技术路径永远无法让无人机真正独自探索火星--NASA在火星上的神奇漫游车在多年的探索中已经行驶了大约75公里。"图片来源:ThéotimeColin蜜蜂需要快速高效地工作,寻找花蜜并将其送回蜂巢,同时还要避开捕食者。它们需要做出决定。哪朵花会有花蜜?在飞行时,它们只会受到空中攻击。当它们着陆觅食时,就很容易受到蜘蛛和其他捕食者的攻击,其中一些捕食者会利用伪装来伪装成花朵的样子。"我们训练20只蜜蜂识别五种不同颜色的'花盘'。蓝色的花总是有糖浆,"马布迪博士说。"绿色的花总是含有奎宁(奎宁水),对蜜蜂来说有苦味。其他颜色的花有时会有葡萄糖。""然后,我们把每只蜜蜂引入一个'花园',那里的'花'只有蒸馏水。我们拍摄了每只蜜蜂,然后观看了40多个小时的视频,跟踪蜜蜂的活动轨迹,并计算它们做出决定所需的时间。如果蜜蜂确信一朵花上有食物,那么它们很快就会决定落在那朵花上,平均用时0.6秒。如果它们确信一朵花上没有食物,它们也会同样迅速地做出决定。"如果它们不确定,则需要更多的时间--平均1.4秒--时间反映了一朵花有食物的概率。研究小组随后根据第一原理建立了一个计算机模型,旨在复制蜜蜂的决策过程。他们发现计算机模型的结构与蜜蜂大脑的物理布局非常相似。马歇尔教授说:"我们的研究证明,复杂的自主决策只需要最少的神经回路。现在我们知道蜜蜂是如何做出如此明智的决策的了,我们正在研究它们是如何如此快速地收集和采样信息的。我们认为蜜蜂正在利用它们的飞行动作来增强它们的视觉系统,使它们更善于发现最好的花朵"。人工智能研究人员可以从昆虫和其他'简单'动物身上学到很多东西。数百万年的进化已经造就了效率极高的大脑,对电力的需求非常低。马歇尔教授说,人工智能行业的未来将受到生物学的启发,他与他人共同创办了Opteran公司,该公司逆向工程昆虫大脑算法,使机器能够像大自然一样自主移动。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381741.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1381741.htm

相关推荐

封面图片

全球变暖导致蜜蜂体重减轻 发育更快但食物短缺

全球变暖导致蜜蜂体重减轻发育更快但食物短缺全球气候的急剧变化使得许多蜂种的数量正呈现出显著的下降趋势。由于蜜蜂是大自然和农业生态系统中数量庞大的、高效的传粉昆虫,其在人类社会和农业养殖业等领域具有举足轻重的地位,因此得到了许多科学家的广泛关注。研究小组在实验室对蜜蜂进行称重后发现,自1990年以来,整个研究期间,这些蜜蜂的平均体重每年下降0.7%。“块头”最大的蜜蜂受到的影响最大,每年体重减轻约0.9%。20世纪90年代体重约120毫克的蜜蜂现在仅90毫克。研究发现,温度升高或是导致蜜蜂体型缩小的原因。先前的研究发现,蜜蜂和鱼类等冷血动物在温暖的条件下往往发育得更快,这意味着它们的体型会变小,这一现象被称为“温度—体型规则”。此外,蜜蜂也可能面临食物短缺。因为它们以花朵中的花粉和花蜜为食,而植物在高温下可能很难产生花粉和花蜜。研究人员表示,蜜蜂体型变小令人担忧,因为这可能意味着,它们能携带的花粉会越来越少,后代也会越来越少,而这反过来可能导致其种群规模减小,削弱它们为植物授粉的能力。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374551.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374551.htm

封面图片

研究人员发现神经元能在我们说话前预测我们要说什么

研究人员发现神经元能在我们说话前预测我们要说什么麻省总医院(MGH)的研究人员最近进行了一项研究,利用先进的大脑记录方法揭示了人脑中神经元的协作功能,从而使人们能够将自己的想法形成文字,并随后用语言表达出来。这些发现共同提供了一幅详细的地图,显示辅音和元音等语音如何在说话之前就在大脑中呈现,以及在语言生成过程中它们是如何串联在一起的。这项发表在《自然》(Nature)杂志上的研究揭示了大脑神经元对语言生成的影响,这将有助于改善对言语和语言障碍的理解和治疗。资深作者、麻省总医院和哈佛医学院神经外科副教授、医学博士齐夫-威廉姆斯(ZivWilliams)说:"虽然说话通常看起来很容易,但我们的大脑在自然说话的过程中会执行许多复杂的认知步骤--包括想出我们想说的话、计划发音动作以及发出我们想要的声音。我们的大脑以惊人的速度完成了这些壮举--在自然语音中大约每秒三个单词,而且错误极少。然而,我们是如何精确地完成这一壮举的一直是个谜"。神经元记录技术的突破威廉姆斯和他的同事利用一种名为"神经像素"(Neuropixels)探针的尖端技术,记录了人脑前额叶皮层单个神经元的活动。他们还发现,大脑中存在着专门负责说话和听力的独立神经元群。在人体中使用Neuropixels探头是MGH的首创。威廉姆斯说:"这些探针非常了不起--它们比人类头发丝的宽度还小,却拥有数百个通道,能够同时记录数十甚至数百个单个神经元的活动,因此,使用这些探针可以提供前所未有的新见解,让我们了解人类神经元是如何集体行动的,以及它们是如何共同产生语言等复杂的人类行为的。"威廉姆斯曾与麻省总医院和哈佛医学院神经学教授、医学博士悉尼-卡什(SydneyCash)合作开发这些记录技术,后者也是这项研究的负责人。解码语音要素这项研究显示了大脑中的神经元是如何代表构建口语词汇所涉及的一些最基本要素的--从简单的语音(称为音素)到将其组合成更复杂的字符串(如音节)。例如,"狗"(dog)一词需要辅音"da",它是通过舌头接触牙齿后面的硬腭产生的。通过记录单个神经元,研究人员发现,某些神经元会在这个音素被大声说出之前变得活跃。其他神经元则反映了构词过程中更复杂的方面,如将音素具体组合成音节。研究人员利用他们的技术表明,可以在个人发音之前可靠地确定他们会说的语音。换句话说,科学家可以在实际说话之前预测辅音和元音的组合。利用这种能力,可以制造出能够产生合成语音的人工假肢或脑机接口,这将使一系列病人受益。这项研究的共同作者阿尔琼-卡纳(ArjunKhanna)说:"在多种神经系统疾病中都能观察到语音和语言网络的中断,包括中风、脑外伤、肿瘤、神经退行性疾病、神经发育障碍等等。我们希望更好地了解实现语音和语言的基本神经回路将为开发这些疾病的治疗方法铺平道路。"研究人员希望通过研究更复杂的语言过程来扩展他们的工作,从而研究人们如何选择他们想说的话,以及大脑如何将词语组合成句子,向他人传达个人的思想和情感等相关问题。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418453.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1418453.htm

封面图片

葡萄牙发现法老时代的“木乃伊”蜜蜂

葡萄牙发现法老时代的“木乃伊”蜜蜂巢内雄性Eucera的X射线显微CT。资料来源:费尔南多-穆尼兹蜜蜂的特殊保存该研究描述了在茧内发现的"准备离开巢穴或巢室的蜜蜂"的特殊保存状态。在茧内还发现了食物,似乎是十字花科植物的花粉,或者说是从普通草本植物中提取的花粉,这也表明蜜蜂偏爱一种特殊的单花品种。据研究报告的作者称,蜜蜂化石被发现时的良好状态"极为罕见",因为这类昆虫的骨骼很快就会腐烂。由于保存完好,研究小组得以确定蜜蜂的种类、性别,甚至结茧时留下的花粉。用X射线显微CT拍摄的雄性Euroceras侧视图。资料来源:费尔南多-穆尼兹蜜蜂死亡的可能原因蜜蜂是最重要的授粉昆虫群体之一,包括20000多个物种。大约四分之三的野生蜜蜂都在土壤中筑巢,它们生命周期的大部分时间都在地下度过,这有利于保存它们的巢穴结构。在这篇文章中,研究人员描述了葡萄牙西南部每平方米数千个化石巢穴的密集聚集。大多数巢穴或巢室都被归属于掌纹蜥属(ichnogeneraPalmiraichnus)。这一化石属的发现为更详细地研究保存完好的巢穴建筑以及确定导致蜜蜂死亡的潜在环境原因和使这些标本保存如此完好达3000年之久的埋藏方式提供了一个独特的机会。根据这项研究,蜜蜂的死因仍然是一个谜,但突如其来的洪水造成氧气短缺,从而导致夜间温度下降,这很可能是蜜蜂死亡的原因。在新冰期,葡萄牙西南海岸经历了略微寒冷的时期,冬季降雨量较大,这为研究这些化石提供了有利的气候条件。蜜蜂的重要性及其对现代生态学的影响"蜜蜂是授粉昆虫,因此对生态系统至关重要,其数量的任何减少都会直接影响生物多样性,或者说,直接或间接依赖它们的许多动植物物种,包括人类。例如,我们知道蜜蜂为70%的农作物授粉,为30%的牲畜授粉。人类活动,如精耕细作、使用杀虫剂和杀虫剂,以及气候变化正在造成这样一种局面:在欧洲,每十种蜜蜂中就有一种面临灭绝的危险,"穆尼兹教授评论道。首席研究员卡洛斯-内托-德-卡瓦略(CarlosNetodeCarvalho)说:"发现并解释这一蜜蜂种群存在的生态原因以及它们在3000年前死亡并成为木乃伊的原因,可能有助于我们理解并制定面对气候变化的复原战略,例如比较自然参数和当前参数造成的生态失衡,以及它们影响当今蜜蜂物种的方式。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400171.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400171.htm

封面图片

昆虫在1.4亿年前为第一朵花授粉 但不是蜜蜂

昆虫在1.4亿年前为第一朵花授粉但不是蜜蜂来自澳大利亚悉尼植物园、麦考瑞大学、霍克斯伯里环境研究所和悉尼新南威尔士大学的科学家结合分子数据制作了最先进的系统发育树,并观察了昆虫和植物化石,说明了植物授粉的历史,他们确信现场出现的第一个生物不是蜜蜂。为什么?大多数证据表明它早于蜜蜂存在,而且这种昆虫很小,因为这第一朵花与我们今天所知的精心设计的吸引动物的设计完全不同。研究人员说,最有可能的嫌疑人是一只小苍蝇、甲虫,也许是一只蠓甚至是一种早已消失于地球的昆虫。为解开这个谜团,研究人员将所有开花植物科的错综复杂的树拼凑在一起,其中包括1160种植物,其谱系可追溯到约1.45亿年前。有了这个,他们追踪了这些植物的传粉者,观察了它是如何随时间变化的,并注意到了关键的进化转变。复杂的系统发育树追踪授粉的祖先根,显示昆虫的优势RubyEStephens/UNSW通过绘制昆虫、脊椎动物(包括蜂鸟和蝙蝠)、风和水的地图,研究小组发现,在整个历史上,大约86%的植物授粉都是由虫子完成的,并且至今仍是主导力量。“进化树向我们展示了植物科在何时进化,”主要作者、麦考瑞大学博士生RubyE.Stephens说。“通过运行不同的模型,我们可以从现在给植物授粉的因素向后映射到过去可能给该植物的祖先授粉的因素。”虽然研究人员观察到风授粉在历史上已经进化了42次,但几乎没有证据表明这一过程再次逆转到动物身上。通过这一点,科学家们确信最初的传粉者实际上是一种昆虫。在开花植物(被子植物)出现之前,植物和昆虫都在地球上存在了数百万年。现在,大约90%的植物都是依靠授粉开花的植物。当然,这些植物对食物、工业、栖息地和生物多样性以及地球上的整体生命至关重要。植物还进化出聪明的策略来最大限度地提高它们留下来的机会,包括发展出精致的颜色、形状、诱人的气味,甚至是性模仿来吸引动物。然后,许多人会提供食物、水和花蜜等礼物,以确保这种互惠互利的关系继续下去。虽然科学家们无法确定哪种动物是开花植物生命的第一信使,但该研究强调了昆虫在维持地球生命方面发挥的极其重要的作用。“这是一个重大发现,揭示了当今地球上几乎所有植物起源的一个关键方面,”斯蒂芬斯说。“植物是我们星球的生命线,我们的研究强调了昆虫在整个地球历史上对植物繁殖的重要性。”该研究发表在《新植物学》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363815.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1363815.htm

封面图片

面向动物的研究发现:太多的动机会影响感知和决策

面向动物的研究发现:太多的动机会影响感知和决策来自日内瓦大学(UNIGE)和欧洲理工学院(EPFL)的研究人员表明,动机是如何改变小鼠在做决定前控制感官知觉的大脑回路。这项研究解释了为什么动机过多或过少可能影响我们的感知,从而影响我们的决定。这些研究结果发表在《神经元》杂志上,为学习策略提供了新的见解。我们的许多选择,如选择一家餐厅吃午饭或早起去上班,都是由赚钱或满足我们的饥饿感等需求所驱动的。但做决定是一个复杂的过程,也可能受到外部因素的影响,如环境或其他人,以及我们的情绪、注意力或动机程度等内部变量的影响。联合国大学医学院基础神经科学系助理教授、Eccellenza奖学金(SNSF)获得者SamiEl-Boustani的实验室正在研究参与决策的神经回路。在最近的工作中,他的实验室与EPFL的卡尔-彼得森教授的团队合作,研究了一种特定的内部状态--动机--在感知和决策中发挥的作用。一个多世纪以来,由于美国心理学家罗伯特-耶克斯和约翰-迪林厄姆-多德森的工作,人们已经知道动机和表现之间存在着一种关系。我们知道太多或太少的动机都影响办事效率,然而,这对我们的神经回路的影响方式仍不清楚。研究人员希望观察大脑皮层中的神经元传递的感觉信息是如何被动机的程度所改变的,以及后者在多大程度上能对决策任务的学习和表现产生影响。研究小组开发了一个行为范式,涉及受控饮水规则下的小鼠。他们首先训练这些啮齿动物通过两根胡须(A和B)对触觉刺激做出反应,并且只对胡须A产生回应:会获得一滴水。在这种训练之后,这些小鼠主要对胡须A的刺激作出反应,从而表明它们有能力区分这两种感觉。最后,研究人员在渴求程度降低的情况下进行了这些实验,以改变啮齿动物参与任务的动机。老鼠为解渴而作出的反应解释了耶克斯-多德森定律的曲线,该定律描述了行为表现和动机之间的关系。小鼠在其胡须的帮助下完成了这项任务,胡须对于探索啮齿动物的世界至关重要。亢奋状态模糊了感觉信息在极度口渴的状态下--因此是极度的动机--啮齿动物的表现很差。它们会不分青红皂白地舔着出水口,而不去区分会引发滴水的胡须,相反,在适度口渴的状态下,它们对行动的选择变得最佳,最后,当他们不是很渴的时候,他们在任务中的表现再次下降。通过观察这些小鼠负责感知决策的神经元群的活动,研究人员发现,当小鼠被过度激励时,这些回路中的神经元会充斥着电信号。相反,在低动机状态下,这些信号太弱。SamiEl-Boustani实验室的博士后、该研究的第一作者GiulioMatteucci说:"过度激励会导致皮质神经元受到强烈刺激,从而导致对触觉刺激的感知失去准确性。相反,在低动机状态下,感觉信息的准确性得到了恢复,但信号的强度太低,无法正确转移。因此,对刺激物的感知也受到了损害。"这些结果开辟了新的视角。它们为耶克斯-多德森定律提供了一个可能的神经基础。它们还揭示了动机水平不仅影响决策,而且还影响感官信息的感知,从而带来最终的决策,大脑思维研究所的全职教授卡尔-彼得森解释说。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334041.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1334041.htm

封面图片

蜜蜂的民主 | 电子书籍

名称:蜜蜂的民主电子书籍描述:《蜜蜂的民主:群体如何做出决策》弗里德里希·尼采曾说:“疯狂在个体中是罕见的,但在群体中……它却是规则。”但这本书通过蜜蜂的集体决策过程告诉我们:通过合理的程序,群体可以做出明智的决定。从蜜蜂到人类大脑,作者带领我们踏上了一段非凡的科学发现之旅。链接:https://www.aliyundrive.com/s/YkCdg3KQLQN大小:64.65MB标签:#蜜蜂的民主#电子书籍来自:雷锋版权:频道:@shareAliyun群组:@aliyundriveShare投稿:@aliyun_share_bot

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人