تربية النحل، نحلة

الترتيب العددي للصفر عند نحل العسل

مفهوم متقدم عن الصفر لدى النحل

التمثيل التخطيطي للكيفية التي يتعلم بها النحل على مدى فترة من الوقت الاختيار بين مجموعات من الأرقام بحيث يكون العدد الأدنى صحيحًا، ثم عندما يتم عرضه مع مشكلة عناصر صفرية مقابل الأرقام الأعلى، فإن النحل يدرك أن الصفر في الطرف الأسفل من التسلسل الرقمي.

فهم مفهوم الصفر أمر صعب بشكل مدهش. انضمت نحلة العسل إلى صفوف الدلافين والببغاوات والرئيسيات والأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة، في إثبات القدرة على تمييز الصفر على الطيف العددي. تثير هذه النتيجة تساؤلات حول كيفية اختلاف الأنواع التي تختلف كثيرًا عن البشر - مع أقل من مليون خلية عصبية في الدماغ ، مقارنةً بخلايا العصبونات البشرية البالغة 86000 مليون خلية - يمكن أن تشارك هذه المهارة المعقدة، وكيف تفيد هذه الحشرة الصغيرة في بيئتها. من خلال إظهار أنه حتى العقول الصغيرة يمكنها فهم المفاهيم المعقدة والمجردة، فإن الاكتشاف المفاجئ يفتح إمكانيات لنهج جديد أبسط لتطوير الذكاء الاصطناعي.

في حين أن الفهم الكامل للإنسان هو بديهي بالنسبة إلى البشر المعاصرين، إلا أنه يعد مفهومًا رقميًا متقدمًا يصعب فهمه؛ تفتقر العديد من الحضارات الإنسانية القديمة إلى الفهم الكامل للصفر في نظمها الرقمية. في الآونة الأخيرة ، أظهر العلماء أن بعض الفقاريات يمكن أن تفهم المفهوم ، والآن، يقدم سكارليت هوارد وزملاؤه دليلاً على أن نحل العسل - رغم كونه بعيدًا عن فرع التطور في الثدييات - جزء من "نادي النخبة". تبين أن نحل العسل يمكنه ترتيب الكميات العددية وفهم أن الصفر ينتمي إلى الطرف الأدنى من سلسلة من الأرقام.

تم إغراء النحل الطائر الحر إلى حائط يحتوي على مربعات بيضاء لكل منها عدد مختلف (من اثنين إلى خمسة) من الأشكال السوداء. تم تدريب النحل على مفاهيم "أكبر من" و "أقل من" مع مكافآت الطعام (تمت مكافأة المجموعة "أقل من" على الطيران نحو الشاشة باستخدام عدد أقل من العناصر، على سبيل المثال). ثم قدم الباحثون رقمين لم يشاهدهما النحل بعد في تدريبهما - أحدهما صفر. كان النحل قادرًا دائمًا على تمييز الصفر بأقل من واحد. ومن المثير للاهتمام، أنها كانت أكثر دقة عندما تم تقديم الصفر مع اختيار عدد أكثر بعدا - سمة المشاهدة أيضا في البشر.

وقال الأستاذ المشارك أدريان داير ، من جامعة RMIT في ملبورن، أستراليا، إن الرقم صفر كان العمود الفقري للرياضيات الحديثة والتقدم التكنولوجي. وقال داير: "الصفر هو مفهوم صعب لفهمه والمهارات الرياضية لا تأتي بسهولة، فالأطفال يحتاجون إلى سنوات قليلة للتعلم". "لقد اعتقدنا منذ فترة طويلة أن البشر فقط كانوا يمتلكون الذكاء للحصول على هذا المفهوم، لكن الأبحاث الحديثة أظهرت أن القرود والطيور لديها العقول لتفهم ذلك أيضا. ما لم نعرفه - حتى الآن - هو ما إذا كان بإمكان الحشرات أيضًا أن تفهم الصفر. "

وفضلاً عن كونه تقييماً حرجاً، فإن نحلة العسل هي نوع فريد من نوعه للتحقيق في إدراك الحشرات، حيث أظهر بحث سابق أنه بإمكانه تعلم مهارات معقدة من النحل الآخر وحتى فهم المفاهيم المجردة مثل التماثل والاختلاف.

شرعت باحثة الدكتوراة سكارليت هاورد لاختبار نحل العسل على فهمه، وسم النحل الفردية لتحديد الهوية بسهولة وإغراءهم إلى جهاز اختبار مصمم خصيصا لذلك. تم تدريب النحل على اختيار صورة بأقل عدد من العناصر للحصول على مكافأة محلول السكر. على سبيل المثال، تعلّم النحل اختيار ثلاثة عناصر عند تقديمها بثلاثة مقابل أربعة ؛ أو عنصرين عند تقديمهما اثنين مقابل ثلاثة.

عندما اختبر هاوور النحل بشكل دوري مع صورة لا تحتوي على عناصر مقابل صورة واحدة أو أكثر، فهم النحل أن مجموعة الصفر كانت أقل عددًا - على الرغم من عدم تعرضهم أبدًا "لمجموعة فارغة".

وقال داير ، وهو باحث في مختبر الاستشعار الحيوي المستوحى من بيو (BIDS-Lab) ، إن هذه النتائج فتحت الباب أمام فهم جديد لكيفية قدرة أدمغة مختلفة على تمثيل الصفر. وقال "هذه مشكلة عصبية صعبة". "من السهل نسبياً على الخلايا العصبية أن تستجيب للمؤثرات مثل الضوء أو وجود شيء ما، لكن كيف نفهم، لو حتى حشرة، ما هو الشيئ؟

"كيف لا يمثل الدماغ شيئًا؟ هل يمكن للنحل والحيوانات الأخرى التي تجمع الكثير من المواد الغذائية ، تطوير آليات عصبية خاصة لتمكين مفهوم الصفر؟. واضاف "اذا النحل يمكن أن يتعلم مثل مهارة الرياضيات على ما يبدو المتقدمة، إننا لا تجد هذا حتى في بعض الثقافات الإنسانية القديمة، وربما هذا يفتح الباب للنظر في آلية تسمح للحيوانات ولأنفسنا فهم مفهوم من لا شيء."

وقال داير إن إحدى المشاكل في تطوير الذكاء الاصطناعي هي تمكين الروبوتات من العمل في بيئات معقدة للغاية. وقال "عبور طريق بسيط للبشر، نفهم أنه إذا لم تكن هناك سيارات مقتربة ولا دراجات ولا قطارات ترام، فربما يكون من الجيد العبور". واضاف "لكن ما هو الصفر، كيف يمكننا تمثيل هذا للعديد من فئات الكائنات المعقدة لاتخاذ قرارات في بيئات معقدة؟ إذا النحل يمكنه تصور الصفر مع دماغ من أقل من مليون خلية عصبية، يقترح هناك طرق بسيطة وفعالة لتعليم AI جديد الخدع."

أجري البحث في كل من أستراليا وفرنسا وشمل العديد من تجارب التحكم للتحقق من صحة النتائج. وقال الباحث المشارك في الدراسة، الدكتور أورور Avarguès ويبر من جامعة تولوز في فرنسا،: "إن اكتشاف أن النحل يمكن أن يظهر مثل هذا الفهم وضعت أعداد من المستغرب حقا نظرا للدماغ الصغير، العقول الكبيرة هي بالتالي ليست ضرورية للعب مع الأرقام. ومن ثم، فإن هذه القدرة مشتركة مع العديد من الحيوانات الأخرى".

بعد تدريبها لاختيار أقل عدد من سلسلة الخيارات، تختار نحلة العسل صورة فارغة، وتكشف عن فهم لمفهوم الصفر.

نشرت في العلوم: "الترتيب العددي للصفر عند نحل العسل". http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aar4975