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蜜蜂辨色能力接近人類

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通常人們會認為,蜜蜂這種嗡嗡作響在花叢中穿梭的小昆蟲,在生活中只需識別花卉、蜂蜜和蜂巢就足夠了。近日,《美國國家地理雜志》撰文指出,英國科學家的一項最新研究表明,蜜蜂擁有著令人難以置信的敏銳的視覺系統(tǒng),它們不僅在不同自然光線照射下可以識別出不同顏色的花朵,甚至在光線更加復雜的環(huán)境下依然能完成花朵的識別。蜜蜂在動物界中是名副其實的“察色專家”。   

倫敦大學學院研究員R·博·洛托和馬丁·威克萊恩經(jīng)過對蜜蜂視覺能力的一系列“智能”測試,發(fā)現(xiàn)蜜蜂的視覺系統(tǒng)非同一般,它們能夠在各種復雜顏色的選項中找到“正確答案”。  

 

猜測:   

在復雜光線環(huán)境下,大黃蜂能否分辨出花朵顏色   

蜜蜂有著與人類相似的視覺系統(tǒng),它的視覺系統(tǒng)與大腦直接相連,洛托解釋稱,眼睛的視覺能力是通過檢測映射在視網(wǎng)膜上的光線實現(xiàn)的。同時,神經(jīng)學專家強調(diào)稱,物體映射在眼睛上的光線并不是持久不變,而是動態(tài)變化的,比如蜜蜂看到的花朵。在研究中,洛托和威克萊恩發(fā)現(xiàn),蜜蜂的視覺能力能夠分辨出復雜的顏色。這一點引起了科學家們的高度重視。   

大黃蜂是一種體型較大、多毛、群居類蜜蜂,它常被科學家用于科學實驗。目前,科學家通過對大黃蜂生活習性的了解,掌握到大黃蜂能夠基于色彩的變化識別不同種類的花卉。同時,科學家也知道不同自然光線照射下大黃蜂仍可識別出各種花卉。   

但是,大黃蜂是否擁有更為高級的視覺系統(tǒng)呢?科學家最初推測大黃蜂對色彩的識別只是基于物體景象的平均色彩度,他們并不知道在光線更加復雜的環(huán)境下(比如:陽光經(jīng)林木遮擋,投影在森林地表植被上則呈現(xiàn)出斑點光線),大黃蜂是否能夠?qū)υ日J知的植物進行準確識別。   

 

實驗:   

科學家想通過“多項選擇”色彩題難倒大黃蜂   

為了進一步揭示大黃蜂的視覺系統(tǒng)特性,洛托和威克萊恩進行了一項實驗,更形象地說,這項實驗相當于給大黃蜂出了一道具有難度的色彩選擇題。   

洛托和威克萊恩用64個樹脂玻璃制成的假花建立了一個測試環(huán)境,這64朵假花每16朵分為一組,共4組,每組假花以不同的顏色進行區(qū)分,選取的4種顏色分別是:藍色、黃色、綠色和紫外光線照射下的黃色,其中紫外光線照射下的黃色是昆蟲在陰影下能夠識別的一種顏色。   

每朵假花在一對背景燈的照射下可呈現(xiàn)出不同的顏色,洛托和威克萊恩選取藍色假花作為大黃蜂的識別目標,他們在每一朵藍色假花上涂上糖汁吸引大黃蜂,當大黃蜂對涂上糖汁的藍色假花產(chǎn)生識別記憶時,他們將這些不同顏色的假花重新排序,并完全擦去藍色假花上的糖汁。這時再將大黃蜂釋放出來,根據(jù)大黃蜂的覓食本性,它們會飛向先前涂有糖汁的假花。   

威克萊恩是一位昆蟲生物行為學專家,他描述此次實驗是給大黃蜂出了一道“多項選擇題”,最終大黃蜂的選擇讓他們產(chǎn)生了濃厚的興趣,實驗證明大黃蜂是真正的“察色專家”,它們能夠在失去對糖汁的嗅覺的前提下,在錯綜復雜的64朵假花中準確地找到藍色假花。在實驗中,威克萊恩還增強了一些難度,他對個別背景燈進行調(diào)整,使其釋放出大黃蜂從未看到過的顏色,然而大黃蜂卻繞過這些假花,徑直向藍色假花飛去。   

 

證實:   

蜜蜂的視覺識別能力與人類十分接近   

威克萊恩指出,此項實驗對我們收獲很大,依我們看來,這種類型的測試對于其他種類昆蟲已是很難的任務(wù)了,但是令我們驚奇的是,大黃蜂很快就找到了正確答案———藍色假花。   

洛托表示,我們發(fā)現(xiàn)大黃蜂在測試中能夠有效找到正確“答案”,主要是憑借其敏銳的視覺系統(tǒng)。當我們擦去藍色假花上的糖汁,大黃蜂依靠視覺記憶在4種顏色重新排序的狀況下進行有效辨識,最終找到藍色假花,這說明大黃蜂對顏色的識別能力已與人類非常接近。   

基于這項研究,洛托和威克萊恩認為,我們對蜜蜂有了新的認識,在今后的研究中,我們可以嘗試著將蜜蜂的視覺系統(tǒng)原理運用到機器人智能視覺領(lǐng)域,使機器人具備敏銳的識別能力,能夠更好地“察顏觀色”。目前,這項研究報告發(fā)表在近期出版的《美國國家科學院學報》上。   

 

前景:   

為未來機器人智能視覺系統(tǒng)研究帶來了曙光   

美國杜克大學認知科學研究中心主管戴爾·珀維斯對這項研究十分關(guān)注,他在一封電子郵件中表示,這是一項極具“創(chuàng)造力和想象力”的研究,它證明了像蜜蜂這樣的小型無脊椎動物也能夠擁有人類一樣的視覺識別能力。   

蜜蜂大腦僅有100萬個神經(jīng)細胞,卻能夠?qū)崿F(xiàn)如此復雜的視覺辨析。蜜蜂察覺花朵或其他物體,大腦組織必須對視網(wǎng)膜映射的光線進行解碼辨析。洛托認為,如果我們掌握了蜜蜂是如何有效地解決色彩辨析問題,那么,在未來的機器人研究領(lǐng)域中,給機器人裝配類似蜜蜂的視覺系統(tǒng),將賦予機器人更強的活力,機器人會更具智能化。這將突破目前機器人研制中所存在的視覺識別系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸。   

據(jù)悉,洛托的一位學生已著手做此類研究,他用計算機程序建立了一個虛擬的電子蜜蜂,這個虛擬環(huán)境下的蜜蜂具有色彩識別能力,程序設(shè)計賦予虛擬蜜蜂更多的“生命力”,它可以在不同顏色的花朵上采蜜,生活繁衍后代。但是,這些虛擬的蜜蜂不會餓死或病亡。   

洛托最后指出,明年我們計劃創(chuàng)建具有類似蜜蜂視覺系統(tǒng)的機器人。相信在不久的將來,新一代智能機器人將擁有先進的視覺識別系統(tǒng),能夠完成一些特殊工作和任務(wù)。

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