蜜蜂辨色能力接近人类

发布时间:2011-07-29 11:41    文章来源:湖北天马养蜂场    浏览量:2474 次    【字体大小:正常 偏大 最大

通常人们会认为,蜜蜂这种嗡嗡作响在花丛中穿梭的小昆虫,在生活中只需识别花卉、蜂蜜和蜂巢就足够了。近日,《美国国家地理杂志》撰文指出,英国科学家的一项最新研究表明,蜜蜂拥有着令人难以置信的敏锐的视觉系统,它们不仅在不同自然光线照射下可以识别出不同颜色的花朵,甚至在光线更加复杂的环境下依然能完成花朵的识别。蜜蜂在动物界中是名副其实的“察色专家”。

伦敦大学学院研究员R·博·洛托和马丁·威克莱恩经过对蜜蜂视觉能力的一系列“智能”测试,发现蜜蜂的视觉系统非同一般,它们能够在各种复杂颜色的选项中找到“正确答案”。

猜测:

在复杂光线环境下,大黄蜂能否分辨出花朵颜色

蜜蜂有着与人类相似的视觉系统,它的视觉系统与大脑直接相连,洛托解释称,眼睛的视觉能力是通过检测映射在视网膜上的光线实现的。同时,神经学专家强调称,物体映射在眼睛上的光线并不是持久不变,而是动态变化的,比如蜜蜂看到的花朵。在研究中,洛托和威克莱恩发现,蜜蜂的视觉能力能够分辨出复杂的颜色。这一点引起了科学家们的高度重视。

大黄蜂是一种体型较大、多毛、群居类蜜蜂,它常被科学家用于科学实验。目前,科学家通过对大黄蜂生活习性的了解,掌握到大黄蜂能够基于色彩的变化识别不同种类的花卉。同时,科学家也知道不同自然光线照射下大黄蜂仍可识别出各种花卉。

但是,大黄蜂是否拥有更为高级的视觉系统呢?科学家最初推测大黄蜂对色彩的识别只是基于物体景象的平均色彩度,他们并不知道在光线更加复杂的环境下(比如:阳光经林木遮挡,投影在森林地表植被上则呈现出斑点光线),大黄蜂是否能够对原先认知的植物进行准确识别。

 

实验:

蜜蜂辨色能力接近人类

科学家想通过“多项选择”色彩题难倒大黄蜂

为了进一步揭示大黄蜂的视觉系统特性,洛托和威克莱恩进行了一项实验,更形象地说,这项实验相当于给大黄蜂出了一道具有难度的色彩选择题。

洛托和威克莱恩用64个树脂玻璃制成的假花建立了一个测试环境,这64朵假花每16朵分为一组,共4组,每组假花以不同的颜色进行区分,选取的4种颜色分别是:蓝色、黄色、绿色和紫外光线照射下的黄色,其中紫外光线照射下的黄色是昆虫在阴影下能够识别的一种颜色。

每朵假花在一对背景灯的照射下可呈现出不同的颜色,洛托和威克莱恩选取蓝色假花作为大黄蜂的识别目标,他们在每一朵蓝色假花上涂上糖汁吸引大黄蜂,当大黄蜂对涂上糖汁的蓝色假花产生识别记忆时,他们将这些不同颜色的假花重新排序,并完全擦去蓝色假花上的糖汁。这时再将大黄蜂释放出来,根据大黄蜂的觅食本性,它们会飞向先前涂有糖汁的假花。

威克莱恩是一位昆虫生物行为学专家,他描述此次实验是给大黄蜂出了一道“多项选择题”,最终大黄蜂的选择让他们产生了浓厚的兴趣,实验证明大黄蜂是真正的“察色专家”,它们能够在失去对糖汁的嗅觉的前提下,在错综复杂的64朵假花中准确地找到蓝色假花。在实验中,威克莱恩还增强了一些难度,他对个别背景灯进行调整,使其释放出大黄蜂从未看到过的颜色,然而大黄蜂却绕过这些假花,径直向蓝色假花飞去。

 

证实:

蜜蜂的视觉识别能力与人类十分接近

威克莱恩指出,此项实验对我们收获很大,依我们看来,这种类型的测试对于其他种类昆虫已是很难的任务了,但是令我们惊奇的是,大黄蜂很快就找到了正确答案———蓝色假花。

洛托表示,我们发现大黄蜂在测试中能够有效找到正确“答案”,主要是凭借其敏锐的视觉系统。当我们擦去蓝色假花上的糖汁,大黄蜂依靠视觉记忆在4种颜色重新排序的状况下进行有效辨识,最终找到蓝色假花,这说明大黄蜂对颜色的识别能力已与人类非常接近。

基于这项研究,洛托和威克莱恩认为,我们对蜜蜂有了新的认识,在今后的研究中,我们可以尝试着将蜜蜂的视觉系统原理运用到机器人智能视觉领域,使机器人具备敏锐的识别能力,能够更好地“察颜观色”。目前,这项研究报告发表在近期出版的《美国国家科学院学报》上。

 

前景:

为未来机器人智能视觉系统研究带来了曙光

美国杜克大学认知科学研究中心主管戴尔·珀维斯对这项研究十分关注,他在一封电子邮件中表示,这是一项极具“创造力和想象力”的研究,它证明了像蜜蜂这样的小型无脊椎动物也能够拥有人类一样的视觉识别能力。

蜜蜂大脑仅有100万个神经细胞,却能够实现如此复杂的视觉辨析。蜜蜂察觉花朵或其他物体,大脑组织必须对视网膜映射的光线进行解码辨析。洛托认为,如果我们掌握了蜜蜂是如何有效地解决色彩辨析问题,那么,在未来的机器人研究领域中,给机器人装配类似蜜蜂的视觉系统,将赋予机器人更强的活力,机器人会更具智能化。这将突破目前机器人研制中所存在的视觉识别系统的技术瓶颈。更多养蜂技术和蜂产品知识请关注湖北天马养蜂场官方微信公众号:"honeymarket",或者加QQ号2969169050,欢迎投稿和交流讨论蜜蜂文化。

据悉,洛托的一位学生已着手做此类研究,他用计算机程序建立了一个虚拟的电子蜜蜂,这个虚拟环境下的蜜蜂具有色彩识别能力,程序设计赋予虚拟蜜蜂更多的“生命力”,它可以在不同颜色的花朵上采蜜,生活繁衍后代。但是,这些虚拟的蜜蜂不会饿死或病亡。

洛托最后指出,明年我们计划创建具有类似蜜蜂视觉系统的机器人。相信在不久的将来,新一代智能机器人将拥有先进的视觉识别系统,能够完成一些特殊工作和任务。

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