谢菲尔德大学的科学家们在一项新研究中揭示了蜜蜂如何能够迅速准确地作出决策，这有助于设计更高效的机器人和自主机器。尽管蜜蜂的大脑只有芝麻大小，研究表明它们在决策能力上表现优异，可能启发设计更高效的机器人和自主机器的设计。研究人员逆向工程蜜蜂大脑，使机器人和自主车辆能够像昆虫一样看、感知、导航和做决策。这项研究由谢菲尔德大学计算机科学系的哈迪·马布迪博士和悉尼麦考瑞大学的安德鲁·巴伦教授领导，揭示了蜜蜂选择拜访哪些花朵来寻找花蜜时的迅速准确的复杂策略。研究结果显示，尽管蜜蜂的大脑与芝麻大小相当，但其决策能力比人类更加准确，尽管蜜蜂大脑只有芝麻大小。eLife刊登的这项研究提高了我们对蜜蜂大脑运作和演化的理解，谢菲尔德科学家表示，这激发了一代新的机器人和自主机器，能够像蜜蜂一样迅速、准确和高效地自主做出决策。研究人员训练了20只蜜蜂以识别五种不同颜色的人造花朵，通过研究显示蜜蜂在寻找花蜜时可以迅速做出决策。该研究表明，如果蜜蜂有信心花朵会有食物，它们会迅速决定降落 - 平均在0.6秒内。如果它们有信心花朵没有食物，它们同样会快速作出决策。研究人员构建了一个计算模型，旨在复制蜜蜂的决策过程。回顾后，他们发现他们的计算模型的结构与蜜蜂大脑的物理布局非常相似。谢菲尔德大学计算机科学系的哈迪·马布迪博士表示：“每当蜜蜂出去采集花蜜时，都必须利用花朵微小的颜色或气味变化来决定它应该降落和探索哪种花朵。每个错误都是昂贵的，浪费能量且让昆虫暴露于潜在危险中。为了通过试错学习如何调整选择，蜜蜂仅利用了一个只有一百万个神经元以下的头尖大小的大脑。尽管如此，它们在这项任务上表现出色，既快速又准确。我们在这项研究中所做的是揭示了推动这种卓越决策能力的基础机制。我们现在可以利用这些来设计更好、更健壮且更谨慎的机器人和自主机器，使它们能够像蜜蜂一样思考 - 成为自然界中最高效的导航者之一。” 悉尼麦考瑞大学的安德鲁·巴伦教授补充道： “一只蜜蜂的大脑比芝麻粒还小，却能比我们更快速更准确地做出决策。一个被编程完成蜜蜂工作的机器人将需要一台超级计算机作为后援。”与此相关的工作包括，谢菲尔德大学的科学家正在逆向工程蜜蜂和其他昆虫的大脑，设计下一代自主技术。Opteran，由谢菲尔德大学计算机科学系的詹姆斯·马歇尔教授创立的一家分离公司，正在开发轻巧、低成本的硅脑，使机器人和自主车辆能够像昆虫一样看、感知、导航和做出决策。该公司认为，其名为自然智能的自主方式将极大地扩展机器和机器人的自主潜力。参与研究的詹姆斯·马歇尔教授表示：“我们的研究表明，蜜蜂能够在最小的神经回路中做出复杂的自主决策。数百万年的进化让蜜蜂拥有极其高效且功耗极低的大脑。这种生物学可以激发人工智能的未来。” 该研究《蜜蜂如何快速准确地做出决策》由谢菲尔德大学的哈迪·马布迪博士、内维尔·迪顿和詹姆斯·马歇尔教授与悉尼麦考瑞大学的安德鲁·巴伦教授共同领导。该论文发表在eLife期刊上。
