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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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[交流]
螞蟻組團(tuán)破解幾何難題水平賽過(guò)人類(lèi)，被戲稱(chēng)為“通用螞蟻智能”
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一群螞蟻的集體智慧可能超過(guò)一群人的集體智慧。以色列魏茨曼科學(xué)研究所的科學(xué)家們?cè)凇侗容^螞蟻與人類(lèi)合作解決幾何問(wèn)題》的研究中發(fā)現(xiàn)，一群螞蟻涌現(xiàn)出的集體記憶在破解幾何問(wèn)題的群體智能測(cè)試中打敗了人類(lèi)。所謂集體記憶是指一種比各部分之和更大的智能。相關(guān)研究日前發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。 長(zhǎng)角立毛蟻和人類(lèi)都能思考出如何越過(guò)一系列障礙來(lái)移動(dòng)一個(gè)笨重物體。因此，科學(xué)家們讓長(zhǎng)角立毛蟻和人類(lèi)比賽移動(dòng)“工”字形的物體，穿過(guò)迷宮。“工”字形物體按參與方的體型縮放，迷宮是由一個(gè)狹窄矩形空間分成的三個(gè)房間，由兩個(gè)狹窄通道連接。 螞蟻基于信息素交流，這種方式無(wú)法解釋讓物體通過(guò)迷宮所需的幾何形狀。為了讓實(shí)驗(yàn)更具可比性，研究小組在一些試驗(yàn)中剝奪了人類(lèi)的交流能力，禁止說(shuō)話(huà)和做手勢(shì)。人和螞蟻一樣，必須在沒(méi)有語(yǔ)言的情況下一起工作，依靠同伴產(chǎn)生的力量來(lái)弄清楚如何移動(dòng)“工”字形物體。 大型螞蟻群搬運(yùn)幾何物體。 研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然單只螞蟻無(wú)法掌握問(wèn)題的全局性質(zhì)，但它們的集體運(yùn)動(dòng)可以轉(zhuǎn)化為涌現(xiàn)的認(rèn)知技能。當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向的記憶暫時(shí)存儲(chǔ)在螞蟻的集體有序狀態(tài)中，它們?cè)趦?nèi)部有序狀態(tài)下對(duì)短期記憶進(jìn)行編碼，這有助于提高群體表現(xiàn)。 研究人員表示，集體記憶是一種涌現(xiàn)特征，而非個(gè)體特征。這允許螞蟻群執(zhí)行近乎確定性的持續(xù)墻壁掃描，這可能引導(dǎo)它們?cè)诳臻g中找到最短路徑。記憶、定向運(yùn)動(dòng)、系統(tǒng)搜索和啟發(fā)式的使用都是人類(lèi)的屬性，因此螞蟻“認(rèn)知工具箱”的擴(kuò)展使得大型螞蟻群能夠以類(lèi)似人類(lèi)的方式面對(duì)難題。 但當(dāng)人類(lèi)的交流受到限制時(shí)，人類(lèi)會(huì)采取最明顯的策略來(lái)促進(jìn)共識(shí)，并對(duì)他們的表現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。多人行動(dòng)有時(shí)比單人表現(xiàn)得更差，甚至比螞蟻差。研究結(jié)果表明，簡(jiǎn)單的大腦可以很容易地享受可擴(kuò)展性，而復(fù)雜的大腦需要廣泛的溝通才能有效合作。 研究人員表示，螞蟻和人類(lèi)之間的差異表明了幾個(gè)研究方向，即需要開(kāi)展理論研究來(lái)權(quán)衡個(gè)體尺度的復(fù)雜性和群體水平的合作便利性之間的關(guān)系�？缦到y(tǒng)發(fā)育樹(shù)的比較研究可以用來(lái)探索這種權(quán)衡的實(shí)證案例。從中得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可能有助于設(shè)計(jì)合作機(jī)器人群體，并可能幫助我們理解在所有社會(huì)動(dòng)物中為何只有螞蟻和人類(lèi)擅長(zhǎng)合作運(yùn)輸。 |
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yexuqing
木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
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“搬運(yùn)工”挑戰(zhàn)，螞蟻戰(zhàn)勝人類(lèi) 一項(xiàng)發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》的研究認(rèn)為，當(dāng)人類(lèi)一起工作時(shí)，他們可以取得偉大的成就；但是如果不會(huì)說(shuō)話(huà)，人類(lèi)并不一定比螞蟻聰明。 長(zhǎng)角立毛蟻和人類(lèi)都能想出如何協(xié)同工作，使一個(gè)笨重的物體穿過(guò)一系列障礙物。以色列魏茨曼科學(xué)研究所的研究人員讓二者互相競(jìng)爭(zhēng)——讓兩個(gè)物種不同大小的個(gè)體和群體操縱一個(gè)T形物體穿過(guò)墻上的洞，它們都根據(jù)參與者的體格大小進(jìn)行了縮放。 螞蟻移動(dòng)T形物體穿過(guò)墻上的洞。 人類(lèi)移動(dòng)T形物體。 圖片來(lái)自論文視頻截圖 這種謎題對(duì)螞蟻來(lái)說(shuō)很難，因?yàn)樗鼈兓谛畔⑺氐慕涣鞑](méi)有考慮到讓物體穿過(guò)墻所需的幾何形狀。為了使實(shí)驗(yàn)更具可比性，研究人員剝奪了人類(lèi)的交流能力，讓他們戴上太陽(yáng)鏡和口罩，禁止說(shuō)話(huà)和做手勢(shì)。這樣一來(lái)，參與實(shí)驗(yàn)的人就像螞蟻一樣，必須在沒(méi)有語(yǔ)言的情況下一起工作，依靠其他參與者產(chǎn)生的力量弄清楚如何移動(dòng)T形物體。 螞蟻群體比螞蟻個(gè)體更擅長(zhǎng)解決難題，表現(xiàn)得更有效率，顯示出研究人員所說(shuō)的“涌現(xiàn)”集體記憶——一種比各部分之和更大的智慧。而人類(lèi)群體在一起工作時(shí)往往表現(xiàn)不佳，尤其是在不允許他們說(shuō)話(huà)的情況下。事實(shí)上，一群人有時(shí)比一個(gè)人表現(xiàn)得更差，甚至比螞蟻還差。 研究人員認(rèn)為，在缺乏討論和限制溝通的情況下，一群人會(huì)采取最明顯的策略來(lái)促進(jìn)共識(shí)，而不是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全面評(píng)估。這種“群體思維”導(dǎo)致人們做出徒勞的“貪婪”努力，他們會(huì)直接把T形物體拉向墻上的洞，而不是選擇先把它拉到中間的空間這一不太明顯的正確解決方案。 研究人員寫(xiě)道，螞蟻“擅長(zhǎng)合作”，而人類(lèi)必須通過(guò)他們的推理進(jìn)行“交談”，復(fù)雜的大腦需要廣泛的溝通才能有效地合作。 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2414274121 |
2樓2025-01-04 15:40:27
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