Bier som omgir en bidronning merket med en prikk på ryggen. Shutterstock

En honningbies liv avhenger av at den lykkes med å høste nektar fra blomster for å lage honning. Å bestemme hvilken blomst som mest sannsynlig vil tilby nektar er utrolig vanskelig.

Å få det riktig krever riktig avveining av subtile signaler om blomstertype, alder og historie – de beste indikatorene på at en blomst kan inneholde en liten dråpe nektar. Å ta feil er i beste fall bortkastet tid, og i verste fall betyr det eksponering for et dødelig rovdyr som gjemmer seg i blomstene.

I ny forskning publisert i eLife i dag teamet vårt rapporterer hvordan bier tar disse komplekse beslutningene.

Et felt med kunstige blomster

Vi utfordret bier med et felt med kunstige blomster laget av fargede skiver av kartong, som hver tilbød en liten dråpe sukkersirup. Ulikfargede "blomster" varierte i sannsynligheten for å tilby sukker, og skilte seg også i hvor godt bier kunne bedømme om den falske blomsten ga en belønning eller ikke.

Vi satte bittesmå, ufarlige malingsmerker på baksiden av hver bi, og filmet hvert besøk en bie gjorde til blomsterarrayen. Vi brukte deretter datasyn og maskinlæring for å automatisk trekke ut biens posisjon og flyvei. Fra denne informasjonen kunne vi vurdere og nøyaktig time hver eneste beslutning biene tok.

Vi fant at bier veldig raskt lærte å identifisere de mest givende blomstene. De vurderte raskt om de skulle akseptere eller avvise en blomst, men forvirrende nok var de riktige valgene deres i gjennomsnitt raskere (0.6 sekunder) enn deres feil valg (1.2 sekunder).

Dette er det motsatte av hva vi forventet.

Vanligvis hos dyr – og til og med i kunstige systemer – tar en nøyaktig avgjørelse lengre tid enn en unøyaktig avgjørelse. Dette kalles avveiningen mellom hastighet og nøyaktighet.

Denne avveiningen skjer fordi å avgjøre om en avgjørelse er rett eller gal avhenger vanligvis av hvor mye bevis vi har for å ta den avgjørelsen. Mer bevis betyr at vi kan ta en mer nøyaktig avgjørelse – men å samle bevis tar tid. Så nøyaktige avgjørelser er vanligvis trege og unøyaktige avgjørelser er raskere.

Avveiningen mellom hastighet og nøyaktighet forekommer så ofte innen ingeniørfag, psykologi og biologi, at du nesten kan kalle det en "lov om psykofysikk". Og likevel så det ut til at bier bryter denne loven.

De eneste andre dyrene som er kjent for å slå avveiningen mellom hastighet og nøyaktighet er mennesker og primater.

Hvordan kan da en bie, med sin lille, men bemerkelsesverdige hjerne, prestere på nivå med primater?

Bier unngår risiko

For å ta fra hverandre dette spørsmålet vendte vi oss til en beregningsmodell, og spurte hvilke egenskaper et system ville trenge for å slå avveiningen mellom hastighet og nøyaktighet.

Vi bygde kunstige nevrale nettverk som er i stand til å behandle sensoriske input, lære og ta beslutninger. Vi sammenlignet ytelsen til disse kunstige beslutningssystemene med de ekte biene. Fra dette kunne vi identifisere hva et system måtte ha hvis det skulle slå avveiningen.

Svaret lå i å gi "godta" og "avvise" svar forskjellige tidsbestemte bevisterskler. Her er hva det betyr – bier godtok bare en blomst hvis de var det med et øyeblikk sikker det var givende. Hvis de hadde noen usikkerhet, avviste de det.

Dette var en risikovillig strategi og betydde at bier kunne ha gått glipp av noen givende blomster, men den fokuserte sin innsats bare på blomstene med best sjanse og beste bevis for å gi dem sukker.

Datamodellen vår av hvordan bier tok raske, nøyaktige avgjørelser var godt kartlagt både deres oppførsel og de kjente veiene til biehjernen.

Vår modell er plausibel for hvordan bier er så effektive og raske beslutningstakere. Dessuten gir det oss en mal for hvordan vi kan bygge systemer – for eksempel autonome roboter for leting eller gruvedrift – med disse funksjonene.

Om forfatteren

Andrew Barron, Professor Macquarie University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

ing