4. 8. 2022
Čmeláci trumfnou člověka ve schopnosti převádět znalosti získané hmatem na znalosti získávané zrakem.
Problém starý stovky let
V roce 1688 postavil irský filozof William Molyneux svého anglického kolegu Johna Lockeho před nevšední problém: „Představte si od narození slepého muže, který se na- učil hmatem rozlišit kouli a krychli. Představte si dále, že mu byl navrácen zrak. Dokáže nyní tento muž rozeznat oba předměty čistě svým zrakem?“ Locke měl jasno: „I kdyby hmatem kouli od krychle neomylně poznal, pouhým pohledem by je neodlišil.“
Celé generace filozofů si nebyly správností Lockeho odpovědi jisté a lámaly si nad tzv. Molyneuxovým problémem hlavy. Definitivně na něj našli odpověď američtí oční lékaři až v roce 2011. Když odoperovali pacientům vrozený zákal a ti poprvé v životě viděli, ukázalo se, že zrakem nepoznají předměty, které se naučili rozeznávat hmatem. Člověk se tak musí rozeznávání předmětů zrakem naučit. Někteří pacienti to zvládli během týdne, jiní na to potřebovali čtvrt roku.
Tým biologů pod vedením Larse Chittky z londýnské Queen Mary University nyní ukázal, že čmeláci si s Molyneuxovým problémem poradí podstatně lépe. Výsledky jejich experimentů publikoval americký vědecký časopis Science.
Čmeláci uspěli
Chittka a jeho spolupracovníci posadili čmeláky potmě do misky, kde dvojice kuliček označovala zdroj cukerného roztoku, nebo do misky, kde dvojice krychliček signalizovala vodu bez cukru. Čmeláci mohli krychle i koule ohmatat nohama, ale neviděli je. Přesto se rychle naučili, kde jim kyne sladká odměna, a vyhledávali misky s kuličkami. Následně vědci tyto čmeláky pustili do osvětleného boxu, kde se nacházely misky s dvojicí kuliček nebo krychliček. Misky však byly překryty průhledným víčkem. Čmeláci tak do misek viděli, ale nemohli si nic ohmatat. Přesto se dobývali do misek s kuličkami a o misky s krychličkami nejevili zájem.
Je zřejmé, že vjemy získané hmatem a uložené do paměti dokáže čmelák „konvertovat“ do vjemů získaných zrakem. Zjevně se nemusí nic učit. Molyneuxův problém tak řeší úspěšněji než člověk. Přitom výbava mozku nervovými buňkami je u obou tvorů nesrovnatelná. Člověk má v mozku 84 miliard neuronů, zatímco čmelák pouze milion.
Ukazuje se, že hmyz je schopen řešit poměrně komplikované problémy s velmi omezeným počtem neuronů. Čmeláci dokážou počítat, chápou matematické operace, jako jsou sčítání a odčítání, a cizí jim není ani rozdíl mezi „něco“ a „nic“, což dokládá, že porozuměli principu „nuly“. K počítání stačí čmelákovi pouhé čtyři neurony.
Inspirace pro robotiku
Člověk rozhodně není hloupější než čmelák. Naše problémy při řešení Molyneuxova problému totiž tkví v tom, že smyslové vjemy zpracováváme podstatně komplexněji. Pokud má například čmelák „spočítat“ značky namalované na terčíku, pak létá od jedné značky ke druhé a „počet“ si ukládá do paměti v podobě tvaru dráhy svého „počítacího“ letu. My ukládáme počet značek jako „číslo“ – tedy abstraktní pojem, se kterým jsme následně schopni provádět celou řadu operací a to nejen početních. Naučit se musíme právě toto zpracování smyslových vjemů, které nám následně dovolí provádět s informacemi uloženými do paměti úkony, jakých čmelák není schopen.
Práce mozku hmyzu je pro nás přesto velmi silnou inspirací. A to právě svou jednoduchostí. Velmi bedlivě čtou publikace o výzkumu činnosti hmyzích mozků třeba odborníci z robotiky. Při programování robotů pro plnění nejrůznějších úloh narážejí konstruktéři na problém s rychlostí zpracování informací a kapacitou použitých procesorů. Kopírování práce lidského mozku je často cesta do pekel, protože mozek člověka těží z obřího arzenálu neuronů, z nichž každý je propojen v průměru se sedmi tisíci dalších neuronů. Nic takového nemá robot k dispozici. Ale pokud by se expertům z oboru robotiky podařilo odhalit taje práce hmyzích mozků, mohli by roboti podávat skvělé výkony s minimálními nároky na kapacitu svých řídicích center.
Jaroslav Petr
Foto: archiv redakce
