Техника подсчета у пчел помогает ИИ учиться

В исследовании профессора зоологии доктора Мартина Пола Наврота и аспиранта Ханнеса Раппа из исследовательской группы «Вычислительные системы нейробиологии» в Университете Кельна, опубликованном недавно в журнале iScience говорится о том, что насекомые обладают когнитивными способностями для выполнения подсчетов, что позволяет им решать простые математические задачи. Ученые продемонстрировали эти способности в вычислительной модели, вдохновленной пчелами.

“Пчелы ранее смогли сравнить наборы объектов и оценить, были ли они одинакового размера или один набор был больше другого”,

– сказал Ханнес Рапп.

Например, пчела признает, что шесть ромбиков – это больше, чем четыре круга. До сих пор неясно, как строится нейронная сеть для этой когнитивной способности. Ранее теоретические модели предполагали твердо реализованную круговую схему с четырьмя задействованными нейронами для четырех арифметических операций «равно», «ноль», «больше» и «меньше», объяснил профессор Наврот. “Однако наша компьютерная модель показала, что достаточно не четырех, а только одного нейрона. Потенциал действия одного нейрона варьируется в зависимости от математической задачи. В результате исследователи определили сравнительно простую модель, с помощью которой нейронная сеть может научиться решать задачи численного познания.”

По словам Наврота, эта модель поможет искусственным нейронным сетям(ИНС) учиться:

«Много денег уже было вложено в обучение искусственных нейронных сетей для визуального распознавания количества объектов. В частности, методы глубокого обучения позволяют считать путем явного или неявного распознавания нескольких соответствующих объектов в статической сцене», – добавил Наврот. «Однако эти классы моделей дороги, потому что они обычно должны обучаться по очень большому количеству шаблонов из миллионов и часто требуют кластеров облачных вычислений. Наш подход к медоносным пчелам с простой моделью и алгоритмом обучения сокращает эти усилия во много раз».

Элегантность подсчета объектов у пчел заключаться не в формировании числовых понятий (таких как «больше», «меньше» или «ноль»), а в использовании определенных движений полета для сканирования целей, что упрощает визуальный ввод и, таким образом, делает задачу подсчета недорогой в вычислительном отношении.

DOI: 10.1016/j.ISCI.2020.100852

Вас также может заинтересовать:

Амфибии светятся в темноте

Роботизированная щупальца