ミツバチの脳はロボットに一瞬の決断を教えることができるかもしれない

「蜂のように忙しい」という表現は、まさにミツバチの脳に当てはまります。昆虫は、努力、リスク、報酬のバランスを取り、捕食者を避け、飛びながら巣に最も餌を与えてくれる花を正確に判断する必要があります。スピードと効率はミツバチの生存に不可欠であり、科学者はその理由を理解するためにミツバチの脳を調べています。6 月 27 日にeLife誌に掲載された研究では、数百万年にわたる進化によって、ミツバチの脳が電光石火の速さで決断し、リスクを減らすようにどのように設計されたかが調べられています。

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「意思決定は認知の中核です。それは起こりうる結果の評価の結果であり、動物の生活は決断に満ちています」と、オーストラリアのマコーリー大学の比較神経生物学者で共著者のアンドリュー・バロン氏は声明で述べた。「ミツバチの脳はゴマ粒よりも小さい。それでもミツバチは人間よりも速く正確に決断を下すことができます。ミツバチの仕事をするようにプログラムされたロボットには、スーパーコンピューターのバックアップが必要になるでしょう。」

バロン氏は、今日の自律型ロボットは主にリモートコンピューティングのサポートを受けて動作し、ドローンは何らかのデータセンターと無線通信する必要があると指摘する。ミツバチの脳の働きを観察することで、より自律的に探索するより優れたロボットの設計に役立つ可能性がある。

研究チームは、20匹のミツバチに5色の「花の円盤」を認識させる訓練を行った。青い花には常に砂糖シロップが、緑の花には常にミツバチにとって苦い味のトニックウォーターが、他の色の花にはブドウ糖が入っていることもあった。次に、研究チームはそれぞれのミツバチを、蒸留水だけの花が入った仮設の庭に連れて行った。それぞれのミツバチを撮影し、研究チームは40時間以上の映像を観て、ミツバチがたどった道筋を追跡し、決断を下すのにかかった時間を計測した。

「ミツバチが花に餌があると確信していた場合、平均0.6秒かけて素早く花に止まることを決断した」と、共著者で英国シェフィールド大学の計算神経行動学者ハディ・マボウディ氏は声明で述べた。「花に餌がないと確信していた場合も、同様に素早く決断した」

ミツバチが確信を持てなかった場合、平均1.4秒とかなり長い時間がかかり、その時間は花に餌が含まれている可能性を反映していた。

次に、研究チームは、ミツバチの意思決定プロセスを再現することを目的としたコンピューター モデルを構築しました。研究チームは、その構造がミツバチの脳の物理的なレイアウトに似ていることに気付きました。研究チームは、ミツバチの脳が最小限の神経回路で複雑な自律的な意思決定を行えることを発見しました。

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「ミツバチがどのようにしてこれほど賢い決断を下すのかがわかった今、私たちは彼らがどのようにしてこれほど速く情報を収集し、サンプルを採取するのかを研究しています。ミツバチは飛行動作を利用して視覚システムを強化し、より優れた花を見つけやすくしているのではないかと考えています」と、シェフィールド大学の理論・計算生物学者で共著者のジェームズ・マーシャル氏は声明で述べた。

マーシャル氏はまた、昆虫の脳のアルゴリズムをリバースエンジニアリングして機械の自律移動を可能にする会社、オプテランの共同設立者でもある。数百万年にわたる昆虫の脳の進化により、最小限の電力しか必要としない、驚くほど効率的な脳が生まれたことから、自然が AI 業界の未来にインスピレーションを与えるだろうと彼は考えている。