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yexuqing木虫之王 (文学泰斗)
太阳系系主任
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[交流]
蚂蚁组团破解几何难题水平赛过人类，被戏称为“通用蚂蚁智能”
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一群蚂蚁的集体智慧可能超过一群人的集体智慧。以色列魏茨曼科学研究所的科学家们在《比较蚂蚁与人类合作解决几何问题》的研究中发现，一群蚂蚁涌现出的集体记忆在破解几何问题的群体智能测试中打败了人类。所谓集体记忆是指一种比各部分之和更大的智能。相关研究日前发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 长角立毛蚁和人类都能思考出如何越过一系列障碍来移动一个笨重物体。因此，科学家们让长角立毛蚁和人类比赛移动“工”字形的物体，穿过迷宫。“工”字形物体按参与方的体型缩放，迷宫是由一个狭窄矩形空间分成的三个房间，由两个狭窄通道连接。 蚂蚁基于信息素交流，这种方式无法解释让物体通过迷宫所需的几何形状。为了让实验更具可比性，研究小组在一些试验中剥夺了人类的交流能力，禁止说话和做手势。人和蚂蚁一样，必须在没有语言的情况下一起工作，依靠同伴产生的力量来弄清楚如何移动“工”字形物体。 大型蚂蚁群搬运几何物体。 研究人员发现，虽然单只蚂蚁无法掌握问题的全局性质，但它们的集体运动可以转化为涌现的认知技能。当前运动方向的记忆暂时存储在蚂蚁的集体有序状态中，它们在内部有序状态下对短期记忆进行编码，这有助于提高群体表现。 研究人员表示，集体记忆是一种涌现特征，而非个体特征。这允许蚂蚁群执行近乎确定性的持续墙壁扫描，这可能引导它们在空间中找到最短路径。记忆、定向运动、系统搜索和启发式的使用都是人类的属性，因此蚂蚁“认知工具箱”的扩展使得大型蚂蚁群能够以类似人类的方式面对难题。 但当人类的交流受到限制时，人类会采取最明显的策略来促进共识，并对他们的表现产生负面影响。多人行动有时比单人表现得更差，甚至比蚂蚁差。研究结果表明，简单的大脑可以很容易地享受可扩展性，而复杂的大脑需要广泛的沟通才能有效合作。 研究人员表示，蚂蚁和人类之间的差异表明了几个研究方向，即需要开展理论研究来权衡个体尺度的复杂性和群体水平的合作便利性之间的关系。跨系统发育树的比较研究可以用来探索这种权衡的实证案例。从中得到的经验教训可能有助于设计合作机器人群体，并可能帮助我们理解在所有社会动物中为何只有蚂蚁和人类擅长合作运输。 |
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“搬运工”挑战，蚂蚁战胜人类 一项发表于美国《国家科学院院刊》的研究认为，当人类一起工作时，他们可以取得伟大的成就；但是如果不会说话，人类并不一定比蚂蚁聪明。 长角立毛蚁和人类都能想出如何协同工作，使一个笨重的物体穿过一系列障碍物。以色列魏茨曼科学研究所的研究人员让二者互相竞争——让两个物种不同大小的个体和群体操纵一个T形物体穿过墙上的洞，它们都根据参与者的体格大小进行了缩放。 蚂蚁移动T形物体穿过墙上的洞。 人类移动T形物体。 图片来自论文视频截图 这种谜题对蚂蚁来说很难，因为它们基于信息素的交流并没有考虑到让物体穿过墙所需的几何形状。为了使实验更具可比性，研究人员剥夺了人类的交流能力，让他们戴上太阳镜和口罩，禁止说话和做手势。这样一来，参与实验的人就像蚂蚁一样，必须在没有语言的情况下一起工作，依靠其他参与者产生的力量弄清楚如何移动T形物体。 蚂蚁群体比蚂蚁个体更擅长解决难题，表现得更有效率，显示出研究人员所说的“涌现”集体记忆——一种比各部分之和更大的智慧。而人类群体在一起工作时往往表现不佳，尤其是在不允许他们说话的情况下。事实上，一群人有时比一个人表现得更差，甚至比蚂蚁还差。 研究人员认为，在缺乏讨论和限制沟通的情况下，一群人会采取最明显的策略来促进共识，而不是对问题进行全面评估。这种“群体思维”导致人们做出徒劳的“贪婪”努力，他们会直接把T形物体拉向墙上的洞，而不是选择先把它拉到中间的空间这一不太明显的正确解决方案。 研究人员写道，蚂蚁“擅长合作”，而人类必须通过他们的推理进行“交谈”，复杂的大脑需要广泛的沟通才能有效地合作。 相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2414274121 |
2楼2025-01-04 15:40:27