Мозг насекомых работает не совсем так, как считали ученые. Долгое время ученые полагали, что зрительная информация обрабатывается пассивно, но новые исследования показывают иное. Мухи совершают крошечные подергивания и быстрые движения глаз (саккады), которые синхронизированы с тем, что они видят. Эти движения помогают мозгу получать более четкую и быструю информацию.
Мозг насекомых подсказал, как создать более быстрые и эффективные ИИ-модели
Ученые из Шеффилдского университета выяснили, что зрение мух не является пассивным: мозг и движения глаз насекомых работают синхронно, используя незаметные движения для ускорения передачи данных в мозг. Это открытие может помочь создать энергоэффективные нейросети.
Каждый глаз мухи состоит из множества мелких зрительных элементов, называемых омматидиями. gaconsooner87/500px/Getty Images
Мозг мухи потребляет всего несколько милливатт энергии, однако его адаптивность в динамичной среде превосходит многие современные системы машинного зрения. В то время как мощные ИИ-модели требуют гигаватт-часов для обучения и киловатт для работы, биологические системы используют событийную обработку: они реагируют только на изменения в окружающей среде. Внедрение таких принципов в нейроморфные чипы может в сотни раз снизить энергопотребление роботов и автопилотов.
Сравнение классических статических и морфодинамических моделей нейронной суперпозиции в зрительной системе мухи.
При резких поворотах зрительная система мух переключается на «повышенную передачу» благодаря механизму высокочастотных скачков. Это позволяет утроить скорость передачи данных от сенсоров в мозг. В результате реакция происходит за миллисекунды, порой даже до того, как зрительный сигнал полностью сформирован. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Влияние открытия на робототехнику
Исследование системы морфодинамической нейронной суперпозиции в сложных глазах домашней мухи.
Такой подход полностью меняет представление о том, как могут работать будущие технологии. Современный искусственный интеллект требует огромных вычислительных мощностей и энергии. Принцип обработки данных насекомыми показывает, что высокую эффективность можно получить, объединив движение и восприятие в единый процесс.
Как отметил соавтор работы профессор Орел А. Лазар из Колумбийского университета: «Природа показывает нам, что интеллект происходит не от обработки большего количества данных, а от обработки нужных данных в нужное время».