Le api capiscono il concetto di zero (VIDEO)

Fino ad ora si pensava ne fossero capaci solo gli esseri umani e qualche scimmia e uccello. Nuove prospettive per l’intelligenza artificiale?

[11 giugno 2018]

«Le api sono in grado di rappresentare e interpretare il concetto di zero», è quel che emerge dallo studio“Bees extrapolate ordered relations to place numerosity zero on a numerical continuum”, pubblicato su Science da un team di ricercatori australiani e francesi che, come spiegano al Centre de recherches sur la cognition animale (Cnrs/Université Toulouse III – Paul Sabatier), «provano per la prima volta che degli insetti sono capaci di astrazione matematica. Essendo lo zero, che simbolizza il niente, il neutro o l’assenza una costruzione umana relativamente recente, questi risultati  ci interrogano sull’importanza  simbolica dello zero nella storia della matematica».

Un autore dello studio, Adrian Dyer, del Bio-inspired Digital Sensing (Bids) Lab della School of media and communication della, RMIT University di Melbourne ,  ha sottolineato che «il numero zero è la spina dorsale della matematica moderna e dei progressi tecnologici. Lo zero è un concetto difficile da comprendere e un’abilità matematica che non si ottiene facilmente: ci vogliono alcuni anni per impararlo. Abbiamo sempre creduto che solo gli umani avessero l’intelligenza necessaria per arrivare a questo  concetto, ma recenti ricerche hanno dimostrato che anche scimmie e uccelli hanno un cervello in grado di farlo. Quello che non sapevamo – fino ad ora – è se anche gli insetti possono capire lo zero».

Le api sanno contare almeno fino a 5 e la principale autrice dello studio, Scarlett Howard, anche lei del Bids della RMIT University, ha deciso di testare le capacità matematiche dell’ape europea (Apis mellifera), I ricercatori hanno addestrate le api al concetto di «più grande di» e di «più piccolo di».  All’inizio hanno insegnato alle api a bere dell’acqua zuccherata da un dispositivo sperimentale, associando  un numero a un’immagine. La regola è semplice: «Scegliere l’immagine dove ci sono meno elementi». Ad esempio, le api hanno imparato a scegliere meno elementi quando la scelta era 3 contro 4, o 2 elementi se dovevano scegliere tra il 2 e il 3. Se la risposta era giusta l’ape riceveva una soluzione di acqua zuccherata, se è sbagliata riceve una soluzione amara a base di chinino. Une volta che le api hanno capito come funziona il “gioco”, la Howard e il suo team  hanno proposto loro un’immagine vuota e un’immagine con diversi punti. Scegliendo l’immagine vuota come quella che comporta meno elementi, le api hanno dimostrato di essere capaci di estrapolare, di capire che lo zero è inferiore a 5, 4, 3, 2 o 1, nonostante prima non avessero visto un’immagine vuota.

Oltre ad essere un impollinatore essenziale, l’ape è una specie modello eccezionale per studiare lre capacità cognitive degli insetti: ricerche precedenti hanno dimostrano che possono imparare attività complicate dalle altre api e persino comprendere concetti astratti come la somiglianza e la differenza. Ma le api  hanno solo un milione di neuroni, un cervello umano ha 86.000 milioni di neuroni di un cervello umano,quindi non si credeva che potessero avere raffinate abilità numerica, alla fine il loro piccolo cervello si è dimostrato in grado di utilizzare lo zero. Come spiegano al Centre de recherches sur la cognition animale: «Una grande invenzione dell’umanità  per i matematici, la nozione di zero è particolarmente astratta. Permette di rappresentare l’assenza di oggetti inventando un numero per “il niente” considerandolo allo stesso tempo una quantità. Il cervello che si è evoluto per trattare degli stimoli sensoriali, può anche concepire l’assenza di stimoli come un oggetto concreto. Questa scoperta ci interroga sull’importanza simbolica dello zero, suggerendo un’utilità di questo numero per un insetto impollinatore».

Anche per un’altra autrice  dello studio, Aurore Avarguès-Weber del CBI dell’ Université de Toulouse, «La scoperta che le api possano mostrare una comprensione così elaborata dei numeri è stata davvero sorprendente dato il loro cervello minuscolo I grandi cervelli non sono quindi necessari per lavorare con i numeri. Questa capacità è quindi probabilmente condivisa da molti altri animali».

Per Dyer «Questi risultati aprono la porta a nuove comprensioni su come i diversi cervelli potrebbero rappresentare zero. Questo è un difficile problema della neuroscienza. Per i neuroni è relativamente facile rispondere a stimoli come la luce o alla presenza di un oggetto, ma come facciamo noi, o anche un insetto, come riescono a capire che cosa è niente? Come fa un cervello a rappresentare il nulla? Le api e altri animali che raccolgono molti alimenti, hanno sviluppato speciali meccanismi neurali per consentire la percezione dello zero? Se le api possono apprendere un’abilità matematica così apparentemente avanzata che non ritroviamo nemmeno in alcune antiche culture umane, forse questo apre la porta a riconsiderare il meccanismo che consente agli animali e noi stessi di comprendere il concetto di nulla«.

Dyer  conclude facendo  notare che «Uno dei problemi nello sviluppo dell’intelligenza artificiale è quello di consentire ai robot di operare in ambienti molto complessi. Attraversare una strada è semplice per degli esseri umani adulti, capiamo che se non ci sono auto in avvicinamento, niente bici o tram, quindi probabilmente è ok per poter attraversare. Ma cosa è zero, come possiamo rappresentarlo per così tante classi di oggetti complessi per prendere decisioni in ambienti complessi? Se le api possono percepire lo zero con un cervello di meno di un milione di neuroni, questo suggerisce che ci sono modi semplici ed efficienti per insegnare nuovi trucchi all’Intelligenza artificiale».

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