زنبور عسل ریاضی می‌تواند بیاموزد

زنبور عسل و ریاضی قطعا با هم جمع نمی‌شود اما ظاهرا باید باور کرد.

بر اساس تحقیقات جدیدی که در نشریه Sience Advances به چاپ رسید، کندوی زنبورهای عسل، سمبلی از اجرای مفاهیم پایه علم ریاضیات مانند جمع و تفریق هستند.

در تحقیقات اخیر ثابت شده مغز زنبورهای عسل، با وجود داشتن کمتر از یک میلیون نورون، می تواند مسائل پیچیده –مانند درک مفهوم صفر- را مدیریت کند.

برای بررسی سوالات در مورد علم اعصاب- – neurosciencecزنبورهای عسل مدل بسیار خوبی محسوب می‌شوند.

در آخرین آزمایش‌، محققان تصمیم گرفتند بررسی کنند که آیا زنبور عسل می‌تواند معادلات ساده ریاضی-مانند جمع و تفریق- را انجام دهد یا خیر.

زنبور عسل و حل معادلات جمع و تفریق

اجازه بدهید زنبور عسل و ریاضی را کمی فراموش کنیم و به خودمان برگردیم.

در زمان کودکی، ما یاد می‌گیریم که علامت «+» برای اضافه کردن دو عدد و علاوت «-» برای تفریق و کم کردن دو مقدار یا عدد از هم به کار می‌رود.

برای حل این‌گونه مسائل،  هر دو قابلیت حافظه دراز مدت و حافظه کوتاه مدت درگیر می‌شود.

از حافظه کوتاه مدت برای مدیریت واحدهای شماره‌ای در حین حل مسئله، استفاده می‌شود.

حفظ قوانین جمع و تفریق نیز مربوط به حافظه دراز مدت می‌شود.

جمع و تفریق، تاریخچه دیرینه‌ای دارد.

اسنادی از دوران مصر و بابِل قدیم موجود است که نشان می‌دهد شمارش و جمع  وتفریق در آن زمان نیز کاربردهای مختلفی داشته است.

سوالی که وجود دارد این است که آیا حل مسائل مرتبط با علم ریاضی می‌تواند در دیگر جانداران نیز-بسته به ظرفیت خود- دیده شود.

در راه رسیدن به جواب این سوال، از زنبورهای عسل استفاده شده است.

 

تدریس خصوصی ریاضی برای زنبورهای عسل

زنبورهای عسل جزو دسته حیوانات foragers –حیواناتی که به دنبال علوفه در محیط کاوش می‌کنند- هستند.

این حشرات در صورت پیدا کردن مکانی با منبع غذایی متنوع و زیاد، دوباره به آنجا باز می‌گردند.

در طول مدت این آزمایش، آب غلیط شده با شکر در اختیار زنبورهای عسل قرار گرفت تا تقریبا تمام زنبورها( تمام زنورهای ماده) دوباره به همان مکان آزمایش، برای جمع آوری مواد غذایی بازگردند.

در تحقیق وقتی زنبور می‌توانست گزینه درست را انتخاب کند، آب غلیظ شده با شکر به او جایزه داده می‌شد

 

در این تحقیق، در صورتی که زنبور می‌توانست گزینه درست را انتخاب کند، آب غلیظ شده با شکر به او جایزه داده می‌شد و اگر انتخاب غلط داشت، محلولی تلخ مزه می‌گرفت.

از این متد، برای آموزش ریاضی به زنبورها برای انجام عمل جمع و تفریق در طی مدت 4 الی 7 ساعت، استفاده شد.

هر زمان که زنبور کاملا پر می‌شد، به کندو می‌رفت و دوباره به محل انجام آزمایش برای ادامه یادگیری بر می‌گشت.

 

جمع و تفریق در زنبورها

در محل آزمایش، دستگاهی به شکل Y قرار گرفته بود.

زمانی که زنبور به ورودی این دستگاه می‌رسید، تعدادی شکل- مثلا مربع- را می‌دید که در دو رنگ چیده می‌شد.

رنگ آبی شکل‌ها به این معنی بود که عمل جمع و رنگ زرد به معنی انجام عمل تفریق بود.

زنبورها بعد از دیدن شکل‌ها، باید بسته به رنگ شکل، عمل 1+ و یا 1- را انجام می‌دادند و در ادامه مسیر به سمت گزینه درست می‌رفتند.

در ابتدای آزمایش ، زنبورها به صورت رندوم انتخاب می‌کردند ولی بالاخره توانستند قاعده را یاد بگیرند.

پس از برگزاری بیش از 100 دوره یادگیری برای زنبورها، آنها یاد گرفتند که رنگ آبی یعنی اضافه کردن عدد 1 و رنگ زرد یعنی تفریق عدد 1 از مجموع شکل‌های ارائه شده.

زنبورها همچنین یاد گرفتند که برای عددهای دیگر نیز این قاعده را استفاده کنند.

در طول انجام آزمایش جمع و تفریق، زنبورها موفق شدند 64 تا 72 موارد گزینه درست را انتخاب کنند.

جالب اینجاست که عملکرد تک تک زنبورها، با یکدیگر متفاوت بود.

در پایان آزمایش ثابت شد زنبورها را می‌توان در انجام معادلات ساده ریاضی آموزش داد.

چرا جمع وتفریق برای زنبورها پیچیده است

ریاضی برای خیلی از افراد و از جمله برای زنبورها سخت است

انجام معادلات عددی مانند جمع و تفریق، عملیات پیچیده‌ای محسوب می‌شود.

زیرا مستلزم دو مرحله پردازش است.

آزمایش نشان می‌دهد که تلفیق معادلات ساده ریاضی با یادگیری سمبولیک برای زنبورها، امکان پذیر است

 

مرحله اول، زنبور باید درک کند که تعداد اشکال نشان داده شده منتسب به عدد به خصوصی است.

مرحله دوم نیز زنبور باید از لحاظ ذهنی بتواند از حافظه خود برای انجام دوباره معادله استفاده کند.

این آزمایش نشان می‌دهد که تلفیق معادلات ساده ریاضی با یادگیری سمبولیک برای زنبورها، امکان پذیر است.

این دستاورد می‌تواند پنجره جدیدی برای انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه را باز کند.

این آزمایش همچنین نشان داد زنبور عسل ریاضی را میتواند دوست داشته باشد البته با تشویق!

استفاده از هوش مصنوعی و نوروبیولوژی

تکنولوژی هوش مصنوعی، صنعتی مدرن و جذاب است و بسیاری از فعالان و محققان این حوزه تلاش می‌کنند بهترین راه‌ها را در حوزه یادگیری خودکار کامپیوترها-Self Learning- برای درک و حل مسائل مختلف، پیدا کنند.

دستاورد جدید نشان می‌دهد که یادگیری سمبولیک ریاضی( استفاده از اَشکال) به منظور کشف روش‌های جدیدی برای ارتباط بین کامپیوتر و محیط اطراف، می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

دست یافته‌های این تحقیق همچنین نشان میدهد که نمادهای ریاضی می‌تواند به عنوان یک زبان مورد استفاده قرار بگیرد به طوریکه حتی مغزهای کوچک‌تر و سیستم‌های متفاوت‌تر از مغر انسان‌ها نیز، آنها را درک کند.

نتیجه نهایی آزمایش این بود زنبور عسل ریاضی می‌تواند بیاموزد البته بدون کلاس کنکور.

مرتبط: بزرگترین عددی که می‌شناسیم چقدر است؟