Lütfen tüm bal peteği hücrelerinin sayısını alabilir miyiz? www.shutterstock.com adresinden

Mütevazi bal arısı toplama ve çıkarma dahil temel matematik işlemleri yapmak için semboller kullanabilir, bugün dergide yayınlanan yeni araştırmaları gösterir. Bilim Gelişmeler.

Arının minyatür beyni var - ama temel aritmetik öğrenebilirler.

{youtube}kCucnmIULGU{/youtube}

Bir milyondan az nöron içeren bir beyne sahip olmasına rağmen, balarısı son zamanlarda karmaşık sorunları başarabileceğini göstermiştir. sıfır kavramını anlamak.

Bal arıları, sinirbilim hakkındaki soruları araştırmak için yüksek değerli bir modeldir. Son çalışmamızda toplama ve çıkarma gibi basit aritmetik işlemleri yapmayı öğrenebileceklerini test etmeye karar verdik.

Toplama ve çıkarma işlemleri

Çocuklar olarak, bir artı sembolünün (+) iki veya daha fazla miktar eklemek zorunda olduğumuzu, eksi sembolünün (-) miktarları birbirimizden çıkarmamız gerektiği anlamına gelir.

Bu problemleri çözmek için hem uzun hem de kısa süreli hafızaya ihtiyacımız var. İşlemi gerçekleştirirken sayısal değerleri yönetmek için çalışma (kısa süreli) hafıza kullanıyoruz ve uzun süreli hafızaya ekleme veya çıkarma için kuralları saklıyoruz.

Toplama ve çıkarma gibi aritmetik işlem yapabilme kabiliyeti basit olmasa da, insan toplumlarında hayati öneme sahiptir. Mısırlılar ve Babilliler aritmetik kullanmanın kanıtlarını gösterme 2000BCE etrafında, ki bu yararlı olurdu - örneğin - canlı hayvan sayımı yapmak ve büyükbaş hayvan satıldığında yeni sayıları hesaplamak.

Bu sahne (Egyptologist Lepsius tarafından kopyalanan) bir sığır sayısını göstermektedir. Orta kayıtta solda 835 boynuzlu sığır görüyoruz, hemen arkasında bazı 220 hayvanlar ve sağda 2,235 keçiler var. Alt kayıtta solda 760 eşekleri ve sağda 974 keçileri görüyoruz. Wikimedia commons, CC BY

Fakat aritmetik düşüncenin gelişimi büyük bir primat beyin gerektiriyor mu, yoksa başka hayvanlar da aritmetik işlemlerini yapmalarını sağlayan benzer sorunlarla karşı karşıya mı? Bunu bal arısı kullanarak araştırdık.

Bir arı nasıl yetiştirilir

Bal arıları merkezi bir yer yemcisidir - bu, yerin iyi bir besin kaynağı sağlaması durumunda, bir yemlik arının bir yere döneceği anlamına gelir.

Deneyler sırasında yüksek oranda şeker suyu arıları sağlıyoruz, böylece bireysel arılar (tümü dişi) kovan için besin toplamak üzere deneye geri dönmeye devam ediyor.

Tesisimizde, bir arı doğru bir rakam seçtiğinde (aşağıya bakınız) şeker suyu ödülü alır. Yanlış bir seçim yaparsa, acı bir tatma kinin çözeltisi alır.

Bu yöntemi bireysel arılara dört ila yedi saat boyunca toplama veya çıkarma görevini öğrenmeyi öğretmek için kullanıyoruz. Arı her dolduğunda kovana geri döndü, sonra öğrenmeye devam etmek için deneye geri döndü.

Arılara toplama ve çıkarma

Bal arıları, Y labirent şekilli bir cihazı ziyaret etmek için ayrı ayrı eğitildi.

Arı Y-labirentinin girişine uçar ve bir ila beş şekilden oluşan bir dizi element izlerdi. Şekiller (örneğin: kare şekiller, ancak gerçek deneylerde birçok şekil seçeneği kullanılmış) iki renkten biri olurdu. Mavi, arının bir ek işlem yapması gerektiği anlamına geliyordu (+ 1). Şekiller sarı olsaydı, arının çıkarma işlemi yapması gerekirdi (- 1).

Artı veya eksi birinin görevi için, bir taraf yanlış cevap, diğer taraf doğru cevap içerecektir. Uyaranların tarafı deney boyunca rastgele değiştirildi, böylece arı Y-labirentinin yalnızca bir tarafını ziyaret etmeyi öğrenmedi.

İlk sayıyı gördükten sonra, her arı, eğitim aldığı işleme bağlı olarak Y-labirentinin soluna veya sağına uçmayı seçebileceği bir karar odasına bir delikten uçacaktır.

Bal arılarının eğitiminde kullanılan Y-labirent cihazı. Scarlett Howard

Deneyin başında, arılar sorunun nasıl çözüleceğini çözene kadar rastgele seçimler yaptı. Sonunda, 100 öğrenme denemelerinde, arılar mavinin + 1 anlamına geldiğini, sarı ise -1 anlamına geldiğini öğrendi. Arılar, kuralları yeni numaralara uygulayabilir.

Yeni bir numara ile test sırasında, arılar, zamanın% 64-72'sinin bir elemanına eklenmesi ve çıkarılmasıyla doğru olarak doğrulandı. Arının testlerdeki performansı, arılar rastgele seçildiyse, şans seviyesi performansı (50% doğru / yanlış) olarak adlandırılırsa beklediğimizden önemli ölçüde farklıydı.

Böylece, Y-labirent içindeki “arı okulumuz” arıların aritmetik operatörleri nasıl ekleyebileceklerini veya çıkarabileceklerini öğrenmelerini sağladı.

Bu neden arılar için karmaşık bir soru?

Toplama ve çıkarma gibi sayısal işlemler karmaşık sorulardır çünkü bunlar zorunludur. iki işlem seviyesi. İlk seviye, sayısal özelliklerin değerini anlamak için bir arı gerektirir. İkinci seviye, arının çalışma hafızasındaki sayısal özellikleri zihinsel olarak manipüle etmesini gerektirir.

Bu iki işleme ek olarak, arılar çalışma hafızasında aritmetik işlemleri de yapmak zorunda kaldılar - eklenecek veya çıkarılacak “bir” sayısı görsel olarak mevcut değildi. Aksine, artı bir veya eksi “bir” fikri, arının eğitim süresince çözmesi gereken soyut bir kavramdı.

Bir arının basit aritmetik ve sembolik öğrenmeyi birleştirebileceğini göstermek, diğer hayvanların ekleyip çıkarabileceği veya çıkarabileceği gibi genişleyebileceği çok sayıda araştırma alanı belirlemiştir.

AI ve nörobiyoloji uygulamaları

Yapay Zekaya ve bilgisayarların yeni sorunların kendi kendine öğrenilmesine ne kadar iyi olanak sağlayabildiğine çok ilgi var.

Yeni bulgularımız, minik bir beyin ile toplama ve çıkarma işlemlerini mümkün kılmak için sembolik aritmetik operatörleri öğrenmenin mümkün olduğunu göstermektedir. Bu, yeni AI sorunlarının hızlı bir şekilde öğrenilmesini geliştirmek için hem uzun vadeli kuralların hem de çalışma belleğinin etkileşimlerini tasarımlara dahil etmenin yeni yollarının olabileceğini düşündürmektedir.

Ayrıca, bulgularımız matematik sembollerinin operatörlerle bir dil olarak anlaşılmasının, birçok beynin muhtemelen başarabileceği bir şey olduğunu ve kaç insan kültürünün bağımsız olarak sayısal yetenekler geliştirdiğini açıklamaya yardımcı olduğunu göstermektedir.

Yazar hakkında

Scarlett Howard, doktora adayı, RMIT Üniversitesi; Adrian Dyer, Doçent RMIT Üniversitesive Jair Garcia, Araştırma görevlisi, RMIT Üniversitesi

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon