नए शोध से पता चलता है कि मधुमक्खियों को जोड़ और घटा सकते हैं

नए शोध से पता चलता है कि मधुमक्खियों को जोड़ और घटा सकते हैं क्या हमारे पास सभी छत्ते की कोशिकाओं की गिनती हो सकती है? www.shutterstock.com से

विनम्र हनीबी प्रतीकों और जोड़-घटाव सहित बुनियादी गणित का प्रदर्शन करने के लिए प्रतीकों का उपयोग कर सकते हैं, आज पत्रिका में प्रकाशित नए शोध से पता चलता है विज्ञान अग्रिम.

मधुमक्खी के पास लघु दिमाग होते हैं - लेकिन वे बुनियादी अंकगणित सीख सकते हैं।

एक मिलियन से कम न्यूरॉन्स वाले मस्तिष्क होने के बावजूद, हनीबी ने हाल ही में दिखाया है कि यह जटिल समस्याओं का प्रबंधन कर सकता है - जैसे शून्य की अवधारणा को समझना.

तंत्रिका विज्ञान के बारे में सवालों की खोज के लिए हनीबे एक उच्च मूल्य मॉडल है। हमारे नवीनतम अध्ययन में हमने परीक्षण करने का निर्णय लिया कि क्या वे जोड़ और घटाव जैसे सरल अंकगणितीय ऑपरेशन करना सीख सकते हैं।

जोड़ और घटाव संचालन

बच्चों के रूप में, हम सीखते हैं कि एक प्लस सिंबल (+) का मतलब है कि हमें दो या अधिक मात्राओं को जोड़ना है, जबकि माइनस सिंबल (-) का मतलब है कि हमें एक-दूसरे से मात्राएँ घटानी होंगी।

इन समस्याओं को हल करने के लिए, हमें दीर्घकालिक और अल्पकालिक स्मृति दोनों की आवश्यकता होती है। हम ऑपरेशन करते समय संख्यात्मक मूल्यों का प्रबंधन करने के लिए काम (अल्पकालिक) मेमोरी का उपयोग करते हैं, और हम दीर्घकालिक स्मृति में जोड़ने या घटाने के लिए नियमों को संग्रहीत करते हैं।


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यद्यपि जोड़ और घटाव जैसे अंकगणित करने की क्षमता सरल नहीं है, यह मानव समाजों में महत्वपूर्ण है। मिस्र और बेबीलोनियन अंकगणित का उपयोग करने के प्रमाण दिखाएं 2000BCE के आसपास, जो उपयोगी होगा - उदाहरण के लिए - लाइव स्टॉक की गणना करने और नए नंबर की गणना करने के लिए जब मवेशी बेच दिए गए थे।

वातावरण इस दृश्य में एक पशु गणना (मिस्र के वैज्ञानिक लेप्सियस द्वारा कॉपी) को दर्शाया गया है। मध्य रजिस्टर में हम बायीं ओर 835 सींग वाले मवेशियों को देखते हैं, उनके ठीक पीछे कुछ 220 जानवर और दायें 2,235 बकरियों पर हैं। नीचे के रजिस्टर में हम बाईं ओर 760 गधे और दाईं ओर 974 बकरियों को देखते हैं। विकिमीडिया कॉमन्स, सीसी द्वारा

लेकिन क्या अंकगणितीय सोच के विकास के लिए एक बड़े अंतरंग मस्तिष्क की आवश्यकता होती है, या क्या अन्य जानवरों को भी ऐसी ही समस्याओं का सामना करना पड़ता है जो उन्हें अंकगणितीय कार्यों को संसाधित करने में सक्षम बनाते हैं? हमने हनीबी का उपयोग करके यह पता लगाया।

मधुमक्खी कैसे प्रशिक्षित करें

हनीबीज़ ग्रामीणों के लिए केंद्रीय स्थान है - जिसका अर्थ है कि यदि कोई स्थान भोजन का अच्छा स्रोत प्रदान करता है, तो एक फ़ॉगर मधुमक्खी एक स्थान पर वापस आ जाएगी।

हम प्रयोगों के दौरान चीनी पानी की एक उच्च एकाग्रता के साथ मधुमक्खियों को प्रदान करते हैं, इसलिए व्यक्तिगत मधुमक्खियों (सभी महिला) छत्ते के लिए पोषण इकट्ठा करने के लिए प्रयोग पर वापस आती रहती हैं।

हमारे सेटअप में, जब मधुमक्खी एक सही संख्या चुनती है (नीचे देखें) उसे चीनी पानी का इनाम मिलता है। यदि वह गलत चुनाव करती है, तो उसे एक कड़वा चखने वाला कुनैन घोल मिलेगा।

हम इस पद्धति का उपयोग चार से सात घंटे में अतिरिक्त या घटाव के कार्य को सीखने के लिए व्यक्तिगत मधुमक्खियों को पढ़ाने के लिए करते हैं। हर बार जब मधुमक्खी भरी हो गई तो वह छत्ते में लौट आई, फिर सीखने को जारी रखने के लिए प्रयोग में वापस आई।

मधुमक्खियों में जोड़ और घटाव

हनीबे को व्यक्तिगत रूप से वाई-भूलभुलैया आकार के उपकरण का दौरा करने के लिए प्रशिक्षित किया गया था।

मधुमक्खी Y- भूलभुलैया के प्रवेश द्वार में उड़ जाएगी और एक से पांच आकृतियों के बीच के तत्वों की एक सरणी देख सकती है। आकार (उदाहरण के लिए: चौकोर आकार, लेकिन वास्तविक प्रयोगों में कई आकार विकल्प कार्यरत थे) दो रंगों में से एक होगा। ब्लू का मतलब मधुमक्खी को एक अतिरिक्त ऑपरेशन (+ 1) करना था। यदि आकार पीले थे, तो मधुमक्खी को एक घटाव ऑपरेशन (- 1) करना होगा।

प्लस या माइनस के कार्य के लिए, एक पक्ष में गलत उत्तर होगा और दूसरे पक्ष में सही उत्तर होगा। उत्तेजनाओं के पक्ष को पूरे प्रयोग के दौरान बेतरतीब ढंग से बदल दिया गया था, ताकि मधुमक्खी केवल Y- भूलभुलैया के एक तरफ की यात्रा करना न सीखे।

प्रारंभिक संख्या को देखने के बाद, प्रत्येक मधुमक्खी एक छेद के माध्यम से एक निर्णय कक्ष में उड़ान भरेगी, जहां या तो वह वाई-भूलभुलैया के बाईं या दाईं ओर उड़ान भरने का विकल्प चुन सकती है, जिसके संचालन के लिए उसे प्रशिक्षण दिया गया था।

वातावरण Y- भूलभुलैया उपकरण का उपयोग हनीबे के प्रशिक्षण के लिए किया जाता है। स्कारलेट हॉवर्ड

प्रयोग की शुरुआत में, मधुमक्खियों ने यादृच्छिक विकल्प बनाए जब तक कि वे समस्या को हल करने के लिए कैसे काम कर सकते थे। आखिरकार, 100 सीखने के परीक्षणों पर, मधुमक्खियों ने सीखा कि नीले का मतलब + 1 जबकि पीले का मतलब -1। मधुमक्खियाँ तब नियमों को नए नंबरों पर लागू कर सकती थीं।

एक उपन्यास संख्या के साथ परीक्षण के दौरान, मधुमक्खियाँ एक तत्व 64-72% के जोड़ और घटाव में सही थीं। परीक्षणों पर मधुमक्खी का प्रदर्शन उस स्थिति से काफी भिन्न था जो हम उम्मीद करते हैं कि मधुमक्खियां बेतरतीब ढंग से चुन रही हैं, मौका स्तर प्रदर्शन (50% सही / गलत)

इस प्रकार, Y- भूलभुलैया के भीतर हमारे "मधुमक्खी स्कूल" ने मधुमक्खियों को अंकगणित ऑपरेटरों को जोड़ने या घटाने के तरीके का उपयोग करने का तरीका जानने की अनुमति दी।

यह मधुमक्खियों के लिए एक जटिल सवाल क्यों है?

न्यूमेरिकल ऑपरेशंस जैसे कि जोड़ और घटाव जटिल सवाल हैं क्योंकि उन्हें इसकी आवश्यकता होती है प्रसंस्करण के दो स्तर। पहले स्तर के लिए संख्यात्मक विशेषताओं के मूल्य को समझने के लिए मधुमक्खी की आवश्यकता होती है। दूसरे स्तर पर मधुमक्खी को कार्यशील मेमोरी में संख्यात्मक विशेषताओं को मानसिक रूप से हेरफेर करने की आवश्यकता होती है।

इन दो प्रक्रियाओं के अलावा, मधुमक्खियों को भी कार्यशील मेमोरी में अंकगणितीय संचालन करना था - संख्या "एक" जोड़ा जाना या घटाया जाना नेत्रहीन रूप से मौजूद नहीं था। बल्कि, प्लस वन या माइनस "वन" का विचार एक अमूर्त अवधारणा थी जिसे मधुमक्खियों को प्रशिक्षण के दौरान हल करना था।

यह दिखाते हुए कि एक मधुमक्खी सरल अंकगणित को संयोजित कर सकती है और प्रतीकात्मक अधिगम ने अनुसंधान के कई क्षेत्रों की पहचान की है, जैसे कि अन्य जानवर जोड़ और घटा सकते हैं।

एअर इंडिया और न्यूरोबायोलॉजी के लिए निहितार्थ

एआई में बहुत रुचि है, और कंप्यूटर कितनी अच्छी तरह से उपन्यास की समस्याओं के आत्म सीखने को सक्षम कर सकते हैं।

हमारे नए निष्कर्ष बताते हैं कि प्रतीकात्मक अंकगणितीय संचालकों को जोड़ना और घटाना सक्षम करना लघु मस्तिष्क के साथ संभव है। यह सुझाव देता है कि नई समस्याओं के तेजी से एआई सीखने में सुधार करने के लिए लंबी अवधि के नियमों और कार्यशील मेमोरी दोनों के इंटरैक्शन को शामिल करने के नए तरीके हो सकते हैं।

इसके अलावा, हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि ऑपरेटरों के साथ एक भाषा के रूप में गणित के प्रतीकों की समझ कुछ ऐसी है जो कई दिमागों को शायद हासिल हो सकती है, और यह समझाने में मदद करती है कि कितने मानव संस्कृतियों ने स्वतंत्र रूप से संख्यात्मक कौशल विकसित किया है।

के बारे में लेखक

स्कारलेट हॉवर्ड, पीएचडी उम्मीदवार, आरएमआईटी विश्वविद्यालय; एड्रियन डायर, एसोसिएट प्रोफेसर, आरएमआईटी विश्वविद्यालय, और जेयर गार्सिया, रिसर्च फेलो, आरएमआईटी विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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