A pesquisa revela como milhões de anos de evolução projetaram as abelhas para tomar decisões rápidas e reduzir riscos.
Por Universidade Macquarie com informações de Science Daily.
As abelhas precisam equilibrar esforço, risco e recompensa, fazendo avaliações rápidas e precisas de quais flores são mais propensas a oferecer alimento para sua colmeia. A pesquisa publicada na revista eLife revela como milhões de anos de evolução projetaram as abelhas para tomar decisões rápidas e reduzir o risco.
O estudo aumenta nossa compreensão dos cérebros dos insetos, como nossos próprios cérebros evoluíram e como projetar robôs melhores.
O artigo apresenta um modelo de tomada de decisão em abelhas e delineia os caminhos em seus cérebros que permitem uma tomada de decisão rápida. O estudo foi liderado pelo professor Andrew Barron, da Universidade Macquarie, em Sydney, e pelo Dr. HaDi MaBouDi, Neville Dearden e pelo professor James Marshall, da Universidade de Sheffield.
“A tomada de decisão está no centro da cognição”, diz o professor Barron. “É o resultado de uma avaliação de resultados possíveis, e a vida dos animais é cheia de decisões. Uma abelha melífera tem um cérebro menor que uma semente de gergelim. E, no entanto, ela pode tomar decisões com mais rapidez e precisão do que nós. Um robô programado para fazer o trabalho de uma abelha precisaria do backup de um supercomputador.
“Os robôs autônomos de hoje trabalham em grande parte com o suporte da computação remota”, continua o professor Barron. “Drones são relativamente sem cérebro, eles precisam estar em comunicação sem fio com um centro de dados. Este caminho tecnológico nunca permitirá que um drone explore verdadeiramente solo de Marte – os incríveis rovers da NASA em Marte viajaram cerca de 75 quilômetros em anos de exploração.”
As abelhas precisam trabalhar com rapidez e eficiência, encontrando néctar e devolvendo-o à colméia, evitando predadores. Eles precisam tomar decisões. Qual flor terá néctar? Enquanto eles estão voando, eles são propensos a ataques aéreos. Quando pousam para se alimentar, ficam vulneráveis a aranhas e outros predadores, alguns dos quais usam camuflagem para se parecerem com flores.
“Nós treinamos 20 abelhas para reconhecer cinco ‘discos de flores’ de cores diferentes. As flores azuis sempre tinham calda de açúcar”, diz o Dr. MaBouDi. “Flores verdes sempre tinham quinina [água tônica] com gosto amargo de abelha. Outras cores às vezes tinham glicose.”
“Em seguida, apresentamos a cada abelha um ‘jardim’ onde as ‘flores’ tinham apenas água destilada. Filmamos cada abelha e assistimos a mais de 40 horas de vídeo, rastreando o caminho das abelhas e cronometrando quanto tempo elas levaram para fazer um decisão.
“Se as abelhas estavam confiantes de que uma flor teria comida, então elas rapidamente decidiram pousar nela levando em média 0,6 segundos)”, diz o Dr. MaBouDi. “Se eles estivessem confiantes de que uma flor não teria comida, tomariam uma decisão com a mesma rapidez.”
Se eles não tivessem certeza, levavam muito mais tempo – em média 1,4 segundos – e o tempo refletia a probabilidade de que uma flor tivesse comida.
A equipe então construiu um modelo de computador a partir dos primeiros princípios com o objetivo de replicar o processo de tomada de decisão das abelhas. Eles descobriram que a estrutura de seu modelo de computador parecia muito semelhante ao layout físico de um cérebro de abelha.
“Nosso estudo demonstrou tomada de decisão autônoma complexa com circuitos neurais mínimos”, diz o professor Marshall. “Agora sabemos como as abelhas tomam decisões tão inteligentes, estamos estudando como elas são tão rápidas na coleta e amostragem de informações. Achamos que as abelhas estão usando seus movimentos de vôo para aprimorar seu sistema visual para torná-las melhores na detecção das melhores flores.”
Pesquisadores de IA podem aprender muito com insetos e outros animais ‘simples’. Milhões de anos de evolução levaram a cérebros incrivelmente eficientes com requisitos de energia muito baixos. O futuro da IA na indústria será inspirado pela biologia, diz o professor Marshall, co-fundador da Opteran, uma empresa que faz engenharia reversa de algoritmos cerebrais de insetos para permitir que as máquinas se movam de forma autônoma, como a natureza.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade Macquarie . Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
Referência do periódico :
HaDi MaBouDi, James AR Marshall, Neville Dearden, Andrew B Barron. How honey bees make fast and accurate decisions. eLife, 2023; 12 DOI: 10.7554/eLife.86176
