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第79章 第七十九 蜘蛛的計算能力

據某科學家披露,蜘蛛具有驚人的形態計算能力,蜘蛛有很強的再生能力,有的腿斷后重生造成幾條腿不一樣長,與人腦不同,形態計算能力是利用它們的腿和腿長來計算所需最適合的蛛網路徑和吐絲量。

它們的計算能力驚人,蜘蛛的每一條腿都相當于一臺半自動“計算機”,附帶的傳感器能夠解讀環境的實時變化,并根據不同環境觸發對應的動作。這種自主性有助于蛛形綱動物在腦力消耗最小的條件下快速紡出完美的蛛網。負責這項研究的科學家對此進行了模擬,他們意外地發現,利用極其簡單的規則就能控制這套復雜的行為系統——這種方式或許最終能夠應用到機器人上。

研究是圍繞著“形態計算”(morphological computation)展開的,這是指一個功能不依賴于大腦指令而是由身體某部分編碼控制。類似的例子還有人類的膝跳反射以及走路的動作。沃爾拉特解釋說:“基本上這類行為都存在一條捷徑,大腦不知道下層正在發生什么?!边@種外包的模式免除了大腦親自監管經過演化或練習獲得的一系列標準化操作。

出于相同的原因,機器人學家也希望使用形態計算,以節省算力和時間。但是,目前深入探索自然界中這種現象的研究卻寥寥無幾。沃爾拉特說,蜘蛛是填補這類實驗空缺的理想對象——除了蛛網的幾何變化容易辨識以外,蜘蛛的腿在折斷后也能再生。

研究者認為,如果在筑網過程中通過大腦的計算能力彌補了腿長帶來的問題,他們應該能觀察到可以測量的微小延遲。相反,研究表明,蜘蛛的腿雖然接收了來自大腦的基礎指令,但會根據傳感器接收的局部信號調整自身的移動。這些傳感器包括自身的毛發和身體表面的狹縫。

通過研究蜘蛛短腿和長腿的不同動作,研究人員還推斷出了蜘蛛在筑網時通過移動測量角度和長度的基本規則。利用編程模擬出的蜘蛛,研究人員還測試了這套規則。沃爾拉特表示,下一步將制作一只蜘蛛機器人。

文章來源:環球科學

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