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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
太陽系系主任
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[交流]
螞蟻組團破解幾何難題水平賽過人類，被戲稱為“通用螞蟻智能”
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一群螞蟻的集體智慧可能超過一群人的集體智慧。以色列魏茨曼科學研究所的科學家們在《比較螞蟻與人類合作解決幾何問題》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題的群體智能測試中打敗了人類。所謂集體記憶是指一種比各部分之和更大的智能。相關研究日前發(fā)表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。 長角立毛蟻和人類都能思考出如何越過一系列障礙來移動一個笨重物體。因此，科學家們讓長角立毛蟻和人類比賽移動“工”字形的物體，穿過迷宮�！肮ぁ弊中挝矬w按參與方的體型縮放，迷宮是由一個狹窄矩形空間分成的三個房間，由兩個狹窄通道連接。 螞蟻基于信息素交流，這種方式無法解釋讓物體通過迷宮所需的幾何形狀。為了讓實驗更具可比性，研究小組在一些試驗中剝奪了人類的交流能力，禁止說話和做手勢。人和螞蟻一樣，必須在沒有語言的情況下一起工作，依靠同伴產生的力量來弄清楚如何移動“工”字形物體。 大型螞蟻群搬運幾何物體。 研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然單只螞蟻無法掌握問題的全局性質，但它們的集體運動可以轉化為涌現(xiàn)的認知技能。當前運動方向的記憶暫時存儲在螞蟻的集體有序狀態(tài)中，它們在內部有序狀態(tài)下對短期記憶進行編碼，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，這可能引導它們在空間中找到最短路徑。記憶、定向運動、系統(tǒng)搜索和啟發(fā)式的使用都是人類的屬性，因此螞蟻“認知工具箱”的擴展使得大型螞蟻群能夠以類似人類的方式面對難題。 但當人類的交流受到限制時，人類會采取最明顯的策略來促進共識，并對他們的表現(xiàn)產生負面影響。多人行動有時比單人表現(xiàn)得更差，甚至比螞蟻差。研究結果表明，簡單的大腦可以很容易地享受可擴展性，而復雜的大腦需要廣泛的溝通才能有效合作。 研究人員表示，螞蟻和人類之間的差異表明了幾個研究方向，即需要開展理論研究來權衡個體尺度的復雜性和群體水平的合作便利性之間的關系�？缦到y(tǒng)發(fā)育樹的比較研究可以用來探索這種權衡的實證案例。從中得到的經(jīng)驗教訓可能有助于設計合作機器人群體，并可能幫助我們理解在所有社會動物中為何只有螞蟻和人類擅長合作運輸。 |
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木蟲之王 (文學泰斗)
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“搬運工”挑戰(zhàn)，螞蟻戰(zhàn)勝人類 一項發(fā)表于美國《國家科學院院刊》的研究認為，當人類一起工作時，他們可以取得偉大的成就；但是如果不會說話，人類并不一定比螞蟻聰明。 長角立毛蟻和人類都能想出如何協(xié)同工作，使一個笨重的物體穿過一系列障礙物。以色列魏茨曼科學研究所的研究人員讓二者互相競爭——讓兩個物種不同大小的個體和群體操縱一個T形物體穿過墻上的洞，它們都根據(jù)參與者的體格大小進行了縮放。 螞蟻移動T形物體穿過墻上的洞。 人類移動T形物體。 圖片來自論文視頻截圖 這種謎題對螞蟻來說很難，因為它們基于信息素的交流并沒有考慮到讓物體穿過墻所需的幾何形狀。為了使實驗更具可比性，研究人員剝奪了人類的交流能力，讓他們戴上太陽鏡和口罩，禁止說話和做手勢。這樣一來，參與實驗的人就像螞蟻一樣，必須在沒有語言的情況下一起工作，依靠其他參與者產生的力量弄清楚如何移動T形物體。 螞蟻群體比螞蟻個體更擅長解決難題，表現(xiàn)得更有效率，顯示出研究人員所說的“涌現(xiàn)”集體記憶——一種比各部分之和更大的智慧。而人類群體在一起工作時往往表現(xiàn)不佳，尤其是在不允許他們說話的情況下。事實上，一群人有時比一個人表現(xiàn)得更差，甚至比螞蟻還差。 研究人員認為，在缺乏討論和限制溝通的情況下，一群人會采取最明顯的策略來促進共識，而不是對問題進行全面評估。這種“群體思維”導致人們做出徒勞的“貪婪”努力，他們會直接把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。 研究人員寫道，螞蟻“擅長合作”，而人類必須通過他們的推理進行“交談”，復雜的大腦需要廣泛的溝通才能有效地合作。 相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2414274121 |
2樓2025-01-04 15:40:27
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