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PNAS最新研究:蚂蚁群智完爆人类!

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@小白创作中心

PNAS最新研究:蚂蚁群智完爆人类!

引用
网易
9
来源
1.
https://www.163.com/dy/article/JMK932A10511D05M.html
2.
http://bj.xdf.cn/m/view.php?aid=33299
3.
https://swarma.org/?p=55193
4.
https://english.news.cn/20241224/f518d1edd1944e19af40c396ab92b407/c.html
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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39715438/
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http://collectivescience.com/
7.
https://dict.youdao.com/example/written/intelligence_collective/
8.
https://www.dqxxkx.cn/EN/10.12082/dqxxkx.2024.240149
9.
http://letpub.com.cn/index.php?page=journalapp&view=detail&journalid=2799&xuanxiangk_id=2/1000

最近发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上的一项研究震惊了科学界:在解决几何谜题方面,蚂蚁群体的表现竟然超越了人类!

这项研究通过一个巧妙设计的实验,对比了蚂蚁和人类在解决复杂问题时的群体智能。研究团队设计了一个名为“搬钢琴”的几何谜题,要求参与者将一个复杂的T型物体从一个狭窄且充满障碍的迷宫中移动到目标位置。这个谜题的难点在于,物体的形状和迷宫的设计使得参与者必须通过团队协作才能找到最优解。

研究者调整了谜题的尺寸,使其适合蚂蚁和人类个体及群体完成。蚂蚁组设置了单只蚂蚁、小群体(约7只蚂蚁)和大群体(约80只蚂蚁)三种规模条件;人类组则设置了单人、小组(6-9人)和大组(16-26人)三种规模,以及两种沟通条件(允许自由沟通和限制沟通)。

实验结果令人惊讶:对于蚂蚁而言,群体规模越大,表现越好。大群体蚂蚁展现出高效的“滑墙行为”,能够持续扫描迷宫边界并找到最佳路径。而人类的表现则与之形成鲜明对比。在沟通受限的情况下,人类群体的表现甚至不如个体。

更有趣的是,研究发现蚂蚁群体拥有集体记忆。尽管单只蚂蚁无法理解谜题的全局结构,但大群体中的相互作用会产生短期的集体记忆,指导搬运的方向。这种集体记忆使得蚂蚁群体能够避免错误路径,持续向目标前进。

相比之下,人类群体则依赖于复杂的认知和沟通机制。当沟通顺畅时,人类能够通过讨论避免次优路径,表现接近个体的最佳水平。但一旦沟通受限,人类群体就会表现出类似蚂蚁的“贪婪选择”行为,即倾向于快速做出直观但次优的决策。

这项研究揭示了群体智能的两种不同模式:蚂蚁通过简单规则和规模效应实现高效合作,而人类则需要依赖复杂的认知和沟通机制。这一发现不仅为我们理解群体智能提供了新的视角,还对设计更高效的人工智能群体和机器人系统具有重要启示。

正如斯坦福大学生物科学助理教授Deborah M. Gordon所说:“一个单独的蚂蚁可能不那么聪明,但一群蚂蚁却能做出令人惊叹的事情。”这项研究再次证明了集体智慧的力量,也让我们重新思考人类在团队协作中的优势与局限。

这项研究的意义远不止于此。在人工智能和机器人系统设计领域,如何实现高效的群体协作一直是一个重要课题。蚂蚁通过简单规则和规模效应实现的群体智能,为设计更智能、更灵活的AI系统提供了新的思路。未来,我们或许能看到更多受蚂蚁启发的创新技术应用到实际生活中。

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