Движение пчел в полете – ключ к созданию нового поколения ИИ-систем

Пчелы используют свои движения в полете, чтобы упрощать сложные зрительные задачи и с удивительной точностью распознавать образы. Эта природная стратегия, как показало исследование ученых из Университета Шеффилда, может кардинально изменить подходы к разработке искусственного интеллекта.

Исследователи создали цифровую модель мозга пчелы, которая объясняет, как именно движения тела во время полета формируют визуальные данные и генерируют в мозге уникальные и четкие электрические сигналы. Эти сигналы позволяют насекомым легко и эффективно идентифицировать предсказуемые объекты в окружающем мире, например, узоры на цветах. Именно активное сканирование, а не пассивное наблюдение, помогает им понимать то, что они видят.

Это открытие прокладывает путь к новому поколению искусственного интеллекта. Будущие роботы смогут стать умнее и энергоэффективнее, если будут использовать движение для сбора нужной информации, вместо того чтобы полагаться на огромные вычислительные мощности и гигантские нейросети. «В этом исследовании мы успешно продемонстрировали, что даже самый крошечный мозг может использовать движение для восприятия и понимания окружающего мира», – говорит профессор Джеймс Маршалл, старший автор работы.

Исследование, опубликованное в журнале eLife, подтверждает важную идею: интеллект возникает из взаимодействия мозга, тела и окружающей среды. Даже крошечный мозг насекомого, размером не больше кунжутного семечка, способен решать сложные задачи, используя очень мало нейронов. «Мы узнали, что пчелы не просто видят мир – они активно формируют то, что видят, своими движениями. Это прекрасный пример того, как действие и восприятие глубоко взаимосвязаны для решения сложных проблем с минимальными ресурсами», – отмечает ведущий автор исследования, доктор Хади МаБуди.

Модель показала, что нейроны пчелиного мозга настраиваются на определенные направления и движения, постепенно адаптируясь к различным стимулам. Этот процесс не требует немедленного вознаграждения – мозг учится, просто наблюдая в полете, что делает его невероятно эффективным. Чтобы проверить свою модель, ученые поставили перед ней те же задачи, что и перед настоящими пчелами. Например, ей нужно было отличить знак плюса от знака умножения. Модель показала значительно лучшие результаты, когда имитировала реальную стратегию пчел – сканирование только нижней половины узоров.

Даже с небольшой сетью искусственных нейронов модель смогла продемонстрировать, как пчелы способны распознавать человеческие лица, что подчеркивает гибкость их зрительной системы. Как добавляет профессор Ларс Читтка из Лондонского университета королевы Марии, «микромозг насекомых способен на продвинутые вычисления». Изучение таких систем не только углубляет наше понимание познания, но и предлагает мощные идеи для разработки технологий будущего, доказывая, что для решения сложных задач не всегда нужен мозг большого размера.