從昆蟲到人類等所有動物都需要依靠感官作為生存最重要的工具,眼睛、耳朵和鼻子等感官會用于尋找食物或探測威脅。但是,感官對實際的位置和方向的感覺并不直觀,目前運(yùn)用的理論也無法對位置和方向做出預(yù)測。
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不過,據(jù)外媒報道,美國西北大學(xué)的一組研究人員提出了一種新理論,可以預(yù)測出動物感官的運(yùn)動,特別是當(dāng)動物在尋找食物等重要的東西時。
該項新研發(fā)的理論稱為“能量限制比例賭博”(energy-constrained proportional betting),可用于四種不同種類的動物,而且涉及視覺和嗅覺等三種不同的感官。該團(tuán)隊還展示了該理論如何可以預(yù)測觀察到的每只動物的感知行為。
這一新理論可能會對機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)生影響,提高機(jī)器人收集信息的性能,還可能對自動駕駛汽車的發(fā)展產(chǎn)生影響,特別是改善自動駕駛汽車對不確定情況的反應(yīng)。
西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)和機(jī)械工程系教授Malcolm A. Maclver同時也是溫伯格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的神經(jīng)生物學(xué)教授,他負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)該項研究。他表示:“動物都是靠運(yùn)動為生,為了尋找食物、配偶和識別威脅,都需要移動。我們的理論讓我們了解到,動物利用多少的能量來獲取所需的有用信息?!?/p>
這一新理論也闡明了感官的不同運(yùn)動,而且由此產(chǎn)生的算法可以模擬生成感官運(yùn)動,此類生成的運(yùn)動與現(xiàn)實生活中魚類、哺乳類動物和昆蟲的感官運(yùn)動一致。
對于動物來說,運(yùn)動需要消耗大量的能量,而在消耗能量的同時,也要賭自己在移動到目的地時能夠獲取所需信息。根據(jù)研究人員所說,動物愿意消耗的從食物中獲取的能量總量與去往此類地方所需的能量成正比。
該項研究主要關(guān)注南美的裸背鰻電魚,在Maclver的實驗室中進(jìn)行實驗。此外,該團(tuán)隊也采用了過去有關(guān)美國盲鼴鼠、美洲蟑螂和蜂鳥鷹蛾的數(shù)據(jù)。
該新理論可以讓人們在四處走動收集信息時節(jié)省更多的精力和時間,同時,也有足夠的信息來指導(dǎo)追蹤和其他探索行為。