کشف قدرت برنامه ریزی خارق العاده کلاغ ها؛ مانند انسان ها و میمون ها

[ad_1]

درست زمانی که تصور می کردیم کلاغ ها، دیگر بیشتر از این نمی توانند باهوش باشند، تحقیق جدیدی انجام شد که نشان می داد کلاغ ها، درست مثل انسان ها و میمون ها می توانند در مورد آینده برنامه ریزی کنند. آنها حتی از میمون ها هم بهتر می توانند ابزارها را مبادله کرده و مورد استفاده قرار دهند. سطح خودکنترلی یک کلاغ، از یک کودک چهار ساله هم بیشتر است.

گویا آی تی – یافته های جدید نشان می دهند که برنامه ریزی برای اتفاقات آینده، قابلیتی است که بعد از پیوند اجداد پرندگان با پستانداران در بیش از ۳۰۰ میلیون سال پیش، در کلاغها به وجود آمده و به تدریج تکامل یافته است.
ماتیاس اوسوات، سرپرست محققان در این تحقیق، از دانشگاه لاند سوئد در مصاحبه با ScienceAlert گفت: “نتایج ما نشان می دهند که کلاغ ها می توانند مجموعه ای از مهارت های مختلف را برای انجام کارهایی مشابه آنچه میمون ها انجام می دهند، به کار بگیرند”.
اوسوات می گوید تیم تحقیقاتی اش همان آزمایش هایی که در تحقیق قبلی روی میمون ها انجام داده بود را روی کلاغ ها نیز تکرار کرده و دریافته است که کالغ ها، در استفاده از ابزارها و مبادله آنها موفق تر هستند؛ حتی اگر از قبل چنین مهارتهایی را آموزش ندیده باشند.

بر کسی پوشیده نیست که خانواده کلاغ ها، که شامل گونه های کلاغ معمولی (crow) و غراب ها (raven) می شود، در جهان پرندگان از لحاظ باهوش بودن شهرت فراوانی دارند. وقتی از ترافیک برای باز کردن آجیل های باز استفاده نمی کنند، می توانند پازل های جابجایی آب را بهتر از یک کودک پنج ساله حل کنند.
البته این تنها بازی حل مسئله ای نیست که آنها در آن پیروز می شوند. کلاغ هایی مانند “سرده غربی” (western scrub-jay ؛ یا Aphelocoma californica) وقتی می خواهند برای غذای خود برنامه ریزی کنند، می توانند صبحانه روز بعد را نیز تهیه کنند. این پرنده های مغرور و باهوش، برای آنکه بعدا گرسنه نمانند، انواع خاصی از غذاها را در جایی که دست هیچکس به آنها نمی رسد، ذخیره می کنند.

غراب ها، (Ravens؛ corvus corax) نیز مانند خویشاوندان خود در خانواده “سرده ها”، ترفندهایی برای ذخیره مواد غذایی دارند. اما تاکنون، محققان تصور می کردند که این رفتار به دلیل یادگیری ذخیره مواد غذایی از سایر حیوانات است، نه مجموعه ای گسترده از مهارتهای مربوط به برنامه ریزی که مشابه مهارت های انسان و میمون باشد.
برای نگاه دقیق تر به این موضوع، تیم تحقیقاتی مذکور این پرندگان را در مجموعه ای از آزمایشها مورد بررسی قرار دادند. این آزمایش ها قبلا در روی میمون های بزرگ انجام شده بود.
اولین آزمایش، این موضوع را بررسی کرد که آیا کلاغها می توانند برای رویدادهای ۱۵ دقیقه آینده برنامه ریزی کنند یا خیر.
بعد از آموزش غرابها، جهت استفاده از یک ابزار خاص برای باز کردن یک جعبه، تیم تحقیقاتی آن ابزار را به مدت یک ساعت از پرندگان دور کرد. وقتی محققان برگشتند، جلوی هر پرنده چند شیء قرار دادند که یکی از آنها هم ابزار بازکردن در جعبه بود.
وقتی ۱۵ دقیقه گذشت، جعبه را بازگردادند و یک جایزه داخل آن گذاشتند. در اکثر موارد، غراب ها همان ابزار درست را انتخاب می کردند و با نرخ ۸۶ درصد، موفق می شدند در جعبه را با آن باز کنند.

برای آزمایش بیشتر، محققان زمان انتظار را به ۱۷ ساعت افزایش دادند. یک بار دیگر، غراب ها در معرض آزمایش انتخاب ابزار قرار گرفتند و این بار، نرخ موفقیت آنها ۸۹ درصد بود.
سپس، محققان مهارت مبادله در غراب ها را محک زدند. برای آغاز بازی، کلاغها مجبور بودند از میان چند شیء ، شیء مناسب برای مبادله غذا را انتخاب کنند.
قرار بود پاداش آنها که یک غذا بود، تا روز بعد به آنها نشان داده نشود. برای آنکه بتوانند جایزه وعده داده شده را دریافت کنند، لازم بود شیء انتخابی خود را جایی نگه دارند تا بعدا از آن استفاده نمایند.
هر چند که آنها در زندگی خود از این ابزارها استفاده نکرده بودند، اما نتایج ما نشان داد که مهارت کلاغ ها در مبادله کردن، بیش از شامپانزه ها، بنابوها و اورانگوتان ها بود. مهارت این پرندگان در مدیریت ابزارها نیز در سطح میمون های بزرگ بود.
تیم تحقیقاتی، این موضوع را نیز بررسی کرد که آیا غراب ها می توانند خودکنترلی داشته باشند یا خیر.
این بار، مجموعه ای از ابزارهای باز کردن در جعبه، نشانه های مبادله ای و اشیای پرت کننده حواس مقابل پرندگان قرار گرفت. این تیم، یک جایزه فوری هم در در کنار جایزه قبلی در جعبه قرار داد. در این آزمایش، غراب ها اجازه داشتند فقط یک مورد را انتخاب کنند.

با وجود وسوسه ی دستیابی به آن پاداش فوری، اما ۷۰ درصد غراب ها ترجیح می دادند برای دستیابی به آن پاداش بهتری که داخل جعبه بود، صبر کنند و ابزار باز کردن در جعبه را انتخاب می کردند. در این آزمون، عملکرد غراب ها هم از میمون ها و هم از کودکان چهار ساله بهتر بود.
این نتایج، علاه بر آنکه هوش بالای غراب ها را نشان می داد، در واقع نشانه هایی به دست می داد که بیانگر میزان تکامل توانایی های شناختی آنها، از زمان پدید آمدن اجداد مشترک پرندگان و پستانداران در ۳۲۰ میلیون سال پیش، بودند.
اوسوات به ScienceAlert گفت: “جالبترین چیزی که متوجه شدیم، آن بود که در این پرندگان فقط یک مهارت تکامل نیافته، بلکه ترکیبی از آنها رشد کرده است. بسیار جالب است که این تکامل در حدی بوده که آنها می توانند آن مهارتها را تکرار کنند و آنها را در کنار هم به کار بگیرند”.
نتایج این تحقیق در نشریه Science به چاپ رسیده است .

[ad_2]

لینک منبع

استفاده از باکتری در حرکت میکروربات ها

[ad_1]

ممکن است این خبر مانند بریده ای از یک رمان علمی تخیلی به نظر برسد، ولی پژوهشگران توانسته اند به کمک باکتری های موجود در مایعات، روشی برای حرکت میکرو موتورها پیدا کنند. برای نخستین بار، یک تیم تحقیقاتی موفق شده است تا سازه های بسیار ریز ملخ مانند (ملخ هواپیما) را با تغییر دادن شرایط نوری، در یک جهت بچرخانند.

گویا آی تی – این میکرو موتورهای جدید را می توان با هزینه ای کم، به تعداد انبوه تولید کرد و از آن برای رساندن داروها به اهداف خاص در روند درمان بیماری ها استفاده کرد.
روبرتو دی لئوناردو، یکی از نویسندگان ارشد این مقاله، از دانشگاه ساپینزا در رم، می گوید:” ما می توانیم مجموعه های بزرگری از این روتورها را بسازیم که به صورت مستقل کنترل شده و از نور به عنوان تنها منبع انرژی خود استفاده می کنند.”
“طراحی جدید، در مقایسه با تلاش های پیشین، که با اتکا بر باکتریهای گونه طبیعی و سازه های تخت، کار می کردند، سرعت چرخشی بسیار بالایی را با کاهش قابل توجه در نوسانات ادغام کرده است.”

این میکرو روبات ها، ممکن است از نظر اندازه کوچکتر از یک میلی متر باشند، اما قرار است مشابه گروهی از مورچه های هماهنگ، تأثیر بسیار مهمی روی انواع کاربردها، از بهبود دریافت داروها به اعضای بدن و تشخیص بیماریها گرفته تا جابه جایی اشیاء بزرگ مانند اتومبیل ها داشته باشند.
در طول دهه گذشته، پژوهشگران به دنبال روش هایی بودند تا با استفاده از باکتری ها بتوانند نیروی حرکت این ماشین های بسیار ریز را تأمین کنند. در یکی از این مطالعات، مشخص شد که می توان از سیگنال های نور برای کنترل حرکات باکتری ها استفاده کرد، که آن ها نیز در عوض می توانند موجب حرکت میکرو روبات ها شوند.
در حالی که پژوهشگران موفق شده اند این میکرو روبات ها را حرکت دهند، به دلیل حرکات پیچیده و نا منظم باکتری ها، هنوز نتوانسته اند حرکت آن ها را در سرعتی ثابت تنظیم کنند. مشکل اصلی در این بخش آن است که مایعات پر از باکتری، تنها در صورتی می توانند منبعی قابل اعتماد از سوخت برای میکرو روبات ها باشند که تمام باکتری ها در یک جهت حرکت کنند.
برای مقابله با این مشکل، دی لئوناردو و تیم او یک میکرو موتور ساخته اند که می تواند منبع بسیار کوچکی از باکتری های اشریشیا کلی را در خود جای دهد. این باکتری ها حرکتی آرام داشته و به نور حساس هستند. در لبه های خارجی این موتور بسیار کوچک و در حال چرخش، ۱۷ محفظه کوچک با سطح شیبدارهای زاویه دار وجود دارد.
زمانی که باکتری به سوی این میکرو موتور شنا می کند، سطوح شیبدار باکتری را به سوی این اتاقک های می فرستند. حرکت تاژک های این باکتری ها، باعث می شود که میکرو موتور بچرخد، و دقیقا همانطور که آب در حال جریان، یک آسیاب آبی را می چرخاند، این میکرو موتور را به حرکت وا می دارد.
در مرحله بعد تیم تحقیقاتی مجموعه ای از میکرو موتورها و باکتری های موجود در مایع را در معرض تابش های یک منبع نور قرار دادند. آن ها توانستند شدت نور را با استفاده از الگوریتمی که در بازه های ۱۰ ثانیه ای، به مجموعه نور می تاباند، تنظیم کنند.
با تنظیم کردن شدت نور، پژوهشگران توانستند هر یک از این میکروموتورها را تقریبا با سرعتی ثابت، در یک جهت بچرخانند.
طبق اظهارات دی لئوناردو :” این دستگاه ها می توانند در آینده به عنوان عملگرهای بسیار کم هزینه و قابل دفع در میکرو روبوت ها به کار گرفته شوند و در جمع آوری و طبقه بندی سلول ها در آزمایشگاه های مینیاتوری زیست-پزشکی موثر باشند.”

[ad_2]

لینک منبع

ساخت دستگاهی برای بازی با ذهن

[ad_1]

ابزاری که بتواند نت های موسیقی را بر اساس سیگنال های مغز یک فرد، منتشر کند، جدید ترین نمونه از فناوری کنترل ذهن است که می تواند به افراد مبتلا به نقص های حرکتی کمک کند تا ارتباط بهتری با دنیا برقرار کنند.

گویا آی تی – دستگاهی که عصب شناسان، آن را Encephalophone نام گذاری کرده اند، قرار نیست که به زودی وارد ۴۰ اختراع برتر دنیا شود، اما می تواند به افرادی که دچار سکته شده اند یا معلولیت های حرکتی دارند، کمک کند تا با موسیقی ارتباط برقرار کنند، اقدامی که نشان داده شده است می تواند در روند درمانی ان ها تأثیر مهمی داشته باشد.
با توجه به اینکه تنها با گذشت یک دهه از معرفی روش ثبث نوار مغزی، می توانیم از امواج صوتی برای بررسی فعالیت مغز استفاده کنیم، ترکیب صداهای الکترونیکی با امواج مغز، پدیده جدیدی نخواهد بود.
چیزی که در این نوآوری جدید است، میزان دقت و صحتی است که داوطلبان در تغییر دادن برخی نت های خاص در یک گام موسیقی، به کار برده اند.
مدت ها است که تلاش های مختلفی برای استفاده از رابط های مغزی با کامپیوتر (BCI) در ساخت موسیقی انجام شده است و برخی از آن ها نیز موفق بوده اند.
در سال ۲۰۱۱، محققانی در بریتانیا، از یک رابط BCI استفاده کردند تا به بیماران امکان انتخاب و تغییر شدت مجموعه ای از نت های از پیش تعیین شده را با تمرکز کردن روی آیکون های یک صفحه نمایش بدهند.

اما به کار گرفتن تمرکز برای فشردن یک دکمه مجازی، با انتخاب دقیق نت ها در یک گام موسیقی، زمین تا آسمان تفاوت دارد.
پیشرفت های صورت گرفته در فناوری BCI به تدریج موجب می شوند که امکان کنترل بیشتری روی فناوریهای مختلف وجود داشته باشد، و افرادی که به نحوی کنترل اعضای حرکتی خود را از دست داده اند بتوانند دوباره راه بروند، اجسام را در دست بگیرند یا حتی رانندگی کنند.

یا در این حالت خاص، یک کیبورد مجازی را بنوازند.
یکی از محققان این طرح، توماس دوئل از موسسه علوم عصب شناسی سوئد و دانشگاه واشنگتن، که خود نیز در عین حال یک عصب شناس و یک نوازنده است می گوید:” ما در وهله اول می خواستیم ثابت کنیم افراد تازه کار – کسانی که هیچ آموزشی در مورد Encephalophone ندیده اند- می توانند دستگاه را با دقتی که بهتر از حالت تصادفی است، کنترل کنند.”
Encephalophone دستگاهی است که مجموعه های مختلفی از امواج مغزی را برای کنترل یک پیانو به کار می گیرد.
امواج مغزی معمولا اشکالی از فعالیت های الکتریکی هستند که در اثر نوسان های بسیار ناچیز ولتاژ در طول اعضای سلول ها در سیستم عصبی مرکزی، تولید می شوند.
الگوهای مختلف تغییر ولتاژ، فرکانس های مختلفی را ایجاد می کنند که از فرکانس های کوچک امواج دلتا، تا فرکانس های بزرگ امواج گاما متغیر هستند. تغییر در فعالیت ها در سراسر مغز، چه به صورت تغییر در میزان هوشیاری یا تمرکز باشد، می تواند تغییراتی جزئی در الگوهای مختلف امواج ایجاد کنند.
در این مورد خاص پژوهشگران امواج آلفا –که PDR نیز نامیده می شوند- و امواج مو را از بخش های تصویری و حرکتی قشر مغز جمع آوری کرده اند.
برای کالیبره کردن دستگاه، ۱۵ داوطلب بزرگسال از دو روش استفاده کردند. روش اول، باز کردن و بستن چشم ها به مدت ۱۵ ثانیه برای تغییر فعالیت قشر بینایی، و روش دوم، مشاهده کردن باز و بسته کردن دست راست افراد بود.

هر دو روش تغییرات صورت گرفته در فعالیت مغز را با هشت مقدار، در امتداد گام دو ماژور موسیقی مرتبط ساختند.
پس از برگزاری یک جلسه فردی مختصر به عنوان تمرین، از داوطلبان خواسته شد که یک نت را با سه بوق از Encephalophone تطبیق دهند.
نتایج به دست آمده، حیرت انگیز نبود، اما از حالت تصادفی بهتر بود.
دوئل می گوید:” این تازه کاران عملکرد نسبتا خوبی داشتند، که بسیار بهتر از احتمال شانسی بودن این موفقیت در اولین تلاش آن ها است.”
مطالعات نشان داده است که گوش دادن به موسیقی می تواند برای افرادی که دچار مشکلات عصبی ناشی از سکته هستند، مزایای درمانی داشته باشد.
برای افرادی که پیش از آنکه توانایی صحبت کردن یا استفاده از اعضای خود را از دست داده باشند، نوازندگی می کرده اند، ساخت موزیک قطعا اثراتی فراتر از مزایای درمانی خواهد داشت – نوازندگی می تواند به آن ها کمک کند که هویت از دست رفته خود را مجددا پیدا کنند.
دوئل می گوید:” من فکر کردم که استفاده از یک ابزار رابط کامپیوتری-مغزی برای نواختن موسیقی بدون نیاز به حرکت، می تواند کار فوق العاده ای باشد.”
دوئل و همکارانش با افراد بیشتری در ارتباط هستند تا متوجه شوند که با آموزش های بیشتر تا چه اندازه می توانند عملکرد افراد در استفاده از Encephalophon را بهبود ببخشند.
طبق اظهارات دوئل:” Encephalophone پتانسیل خوبی برای بهتر کردن روند بهبود بیمارانی دارد که دچار سکته مغزی شده اند، یا ناتوانی های حرکتی دارند.”

[ad_2]

لینک منبع