ผึ้งล้อมรอบนางพญาผึ้งด้วยจุดบนหลัง Shutterstock

ชีวิตของผึ้งขึ้นอยู่กับการเก็บเกี่ยวน้ำหวานจากดอกไม้เพื่อผลิตน้ำผึ้งได้สำเร็จ การตัดสินใจว่าดอกไม้ใดมีแนวโน้มที่จะให้น้ำหวานมากที่สุดนั้นเป็นเรื่องยากอย่างไม่น่าเชื่อ

การทำให้ถูกต้องนั้นจำเป็นต้องชั่งน้ำหนักตัวชี้นำอย่างละเอียดเกี่ยวกับประเภทดอกไม้ อายุ และประวัติอย่างถูกต้อง ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีที่สุดว่าดอกไม้อาจมีน้ำหวานหยดเล็กๆ การเข้าใจผิดเป็นการเสียเวลาที่ดีที่สุด และที่เลวร้ายที่สุดคือการสัมผัสกับสัตว์ร้ายที่ซ่อนตัวอยู่ในดอกไม้

ในการวิจัยใหม่ เผยแพร่แล้ววันนี้ใน eLife ทีมของเรารายงานว่าผึ้งทำการตัดสินใจที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้อย่างไร

ทุ่งดอกไม้ประดิษฐ์

เราท้าทายผึ้งด้วยทุ่งดอกไม้ประดิษฐ์ที่ทำจากแผ่นการ์ดหลากสี แต่ละดอกมีน้ำเชื่อมหยดเล็กๆ “ดอกไม้” ที่มีสีต่างกันมีโอกาสให้น้ำตาลได้หลากหลาย และยังต่างกันตรงที่ผึ้งสามารถตัดสินว่าดอกไม้ปลอมนั้นให้รางวัลหรือไม่

เราแต้มสีเล็กๆ ที่ไม่เป็นอันตรายไว้ที่ด้านหลังของผึ้งแต่ละตัว และบันทึกทุกครั้งที่มีผึ้งมาเยี่ยมแผงดอกไม้ จากนั้นเราใช้การมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์และการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อแยกตำแหน่งและเส้นทางการบินของผึ้งโดยอัตโนมัติ จากข้อมูลนี้ เราสามารถประเมินและกำหนดเวลาได้อย่างแม่นยำในทุก ๆ การตัดสินใจของผึ้ง

เราพบว่าผึ้งเรียนรู้อย่างรวดเร็วในการระบุดอกไม้ที่ให้รางวัลมากที่สุด พวกเขาประเมินอย่างรวดเร็วว่าจะรับหรือปฏิเสธดอกไม้ แต่การเลือกที่ถูกต้องของพวกเขานั้นโดยเฉลี่ยเร็วกว่า (0.6 วินาที) โดยเฉลี่ยมากกว่าการเลือกที่ไม่ถูกต้อง (1.2 วินาที)

สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับที่เราคาดไว้

โดยปกติแล้วในสัตว์และแม้แต่ในระบบเทียม การตัดสินใจที่ถูกต้องจะใช้เวลานานกว่าการตัดสินใจที่ไม่ถูกต้อง สิ่งนี้เรียกว่า การแลกเปลี่ยนความแม่นยำความเร็ว.

การแลกเปลี่ยนนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการตัดสินว่าการตัดสินใจนั้นถูกหรือผิดมักขึ้นอยู่กับหลักฐานที่เรามีในการตัดสินใจนั้น หลักฐานที่มากขึ้นหมายความว่าเราสามารถตัดสินใจได้อย่างถูกต้องมากขึ้น แต่การรวบรวมหลักฐานต้องใช้เวลา การตัดสินใจที่ถูกต้องมักจะช้าและการตัดสินใจที่ไม่ถูกต้องจะเร็วกว่า

การแลกเปลี่ยนความแม่นยำของความเร็วเกิดขึ้นบ่อยครั้งในด้านวิศวกรรม จิตวิทยา และชีววิทยา จนคุณแทบจะเรียกได้ว่าเป็น “กฎของจิตฟิสิกส์” และผึ้งดูเหมือนจะฝ่าฝืนกฎนี้

สัตว์ชนิดอื่นเพียงชนิดเดียวที่ทราบว่าสามารถเอาชนะการแลกเปลี่ยนความเร็วและความแม่นยำได้ คือมนุษย์และไพรเมต.

แล้วผึ้งซึ่งมีสมองที่เล็กทว่าน่าทึ่งจะสามารถแสดงความสามารถทัดเทียมกับไพรเมตได้อย่างไร?

ผึ้งหลีกเลี่ยงความเสี่ยง

ในการแยกคำถามนี้ เราหันไปใช้แบบจำลองการคำนวณ โดยถามว่าคุณสมบัติใดที่ระบบจะต้องมีเพื่อเอาชนะการแลกเปลี่ยนความเร็วและความแม่นยำ

เราสร้างเครือข่ายประสาทเทียมที่สามารถประมวลผลข้อมูลทางประสาทสัมผัส การเรียนรู้ และการตัดสินใจ เราเปรียบเทียบประสิทธิภาพของระบบการตัดสินใจเทียมเหล่านี้กับผึ้งจริง จากนี้เราสามารถระบุได้ว่าระบบต้องมีอะไรบ้างหากต้องการเอาชนะการแลกเปลี่ยน

คำตอบอยู่ในการให้คำตอบ "ยอมรับ" และ "ปฏิเสธ" เกณฑ์หลักฐานที่มีขอบเขตเวลาต่างกัน นี่หมายความว่าผึ้งจะยอมรับดอกไม้ก็ต่อเมื่อพวกมันยอมรับ แน่ใจ มันคุ้มค่า หากพวกเขามีความไม่แน่นอน พวกเขาปฏิเสธมัน

นี่เป็นกลยุทธ์ที่หลีกเลี่ยงความเสี่ยงและหมายความว่าผึ้งอาจพลาดดอกไม้ที่ให้รางวัลไปบางส่วน แต่ประสบความสำเร็จในการมุ่งความสนใจไปที่ดอกไม้ที่มีโอกาสดีที่สุดและมีหลักฐานที่ดีที่สุดในการให้น้ำตาลแก่พวกมัน

แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของเราเกี่ยวกับวิธีการที่ผึ้งทำการตัดสินใจอย่างรวดเร็วและแม่นยำนั้นเข้ากันได้ดีกับทั้งพฤติกรรมของพวกมันและเส้นทางที่รู้จักของสมองผึ้ง

แบบจำลองของเรามีความเป็นไปได้ว่าผึ้งเป็นผู้ตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วเช่นนี้ได้อย่างไร ยิ่งไปกว่านั้น ยังให้แม่แบบสำหรับวิธีสร้างระบบ เช่น หุ่นยนต์อัตโนมัติสำหรับการสำรวจหรือขุด ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้

เกี่ยวกับผู้เขียน

แอนดรูว์ บาร์รอน, ศาสตราจารย์, มหาวิทยาลัย Macquarie

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

ไอเอ็นจี