Держите весеннюю зелень от нашего автора Даниила Ли!
Показать полностью
11
0 просмотренных постов скрыто
Командная работа2
Сап!
Я как-то писал про всратую архитектуру восьминожьих мозгов, упомянув при этом, что при таком, гм, нестандартном устройстве проца наше головоногое выдает весьма неплохие показатели вычислительной мощности. И если примеры с открыванием банок изнутри вас не убедили, то вот свидетельство повесомее.
Гдет с месяц назад сразу в нескольких научпоп-изданиях вышли статьи, рассказывавшие о свежем исследовании осьминогов. Учёные, наблюдавшие за поведением больших синих осьминогов, обнаружили, что х̶и̶т̶р̶о̶н̶о̶г̶и̶е̶ ̶г̶о̶л̶о̶в̶о̶ж̶о̶п̶ы̶е̶ житрожопые головоногие ухитряются использовать рыб в качестве охотничьих собак. Выглядит это следующим образом: вдоль дна неспешно передвигается осьминог, а вокруг суетится стайка с̶п̶е̶ц̶и̶а̶л̶ь̶н̶о̶ ̶о̶б̶у̶ч̶е̶н̶н̶ы̶х̶ рыб. Рыбы, ищут добычу, прячущуюся под камнями и маякуют осьминогу; тот переворачивает камень, все довольны (ну, кроме того, кто под камнем прятался, канеш). Осьминогу не приходится тратить время на обследование всех камней по пути, рыбы же получают доступ к добыче, которая пряталась в недосягаемых для них прежде местах. Для того, чтобы никто не халтурил, осьминог время от времени прописывает леща самым ленивым рыбам, поддерживая дисциплину в коллективе на должном уровне, да и в принципе является мозговым центром всего коллектива, ответственным за планирование и координацию.
То, что эта система работает без сбоев, убедительно доказывает, что осьминоги превосходят интеллектом среднего менеджера (хотя всё ещё не дотягивают до человека). Вдвойне же удивительно то, что синие осьминоги - одиночки, и каких-то встроенных по умолчанию социальных навыков у них быть не должно. Такие дела...
Автор - Даниил Ли
Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!
Показать полностью
1
Думаем ногами
В заметке, посвященной интеллекту врановых , я писал, что птичий мозг сильно отличается по строению от мозга млекопитающих. Имея жёсткие ограничения по массе и габаритам, эволюция сумела достичь нужной производительности за счет иной архитектуры и техпроцесса. Однако, если хотите увидеть истинную НЕХ - вам стоит взглянуть на осьминогов. Если сравнить млеков с нынешними PC, а птиц - со смартфонами, то осьминоги в этом случае - непонятная ламповая хтонь созданная безумным гением на технологической базе пятидесятых годов.
Осьминоги обладают эмоциями, индивидуальными особенностями поведения, обучаемы и способны к решению довольно сложных задач (классика жанра - открывание банки с закручивающейся крышкой ИЗНУТРИ), но при этом они - моллюски, то есть эволюционно довольно примитивны. Это тем более странно, что большинство когнитивно развитых животных относятся к коллективным и достаточно долгоживущим; осьминоги же проживают свою недолгую жизнь в одиночестве, без возможности постоянно учиться у товарищей.
Итак, как эволюция ухитрилась создать весьма впечатляющий интеллект на столь древней и примитивной платформе? Если в случае с птицами пришлось обойтись без неокортекса, то в случае с осьминогами всё было ещё печальней: какой уж там неокортекс, само понятие коры ещё только начали изобретать. Кроме того, в те далекие времена на заводы ещё не завезли миелин, так что с изоляцией нейронов тоже имелись серьёзные проблемы. Такой набор вводных породил целую кучу абсолютно наркоманских конструкторских решений, гениальность которых в том, что они РАБОТАЮТ!
Итак, мы не можем тянуть слишком длинные кабеля управления от ЦП - заряд утекает на массу и сигнал не доходит до адресата. Кроме того, закрученный бубликом(!) вокруг глотки(!!) осьминожий мозг имеет ограничение по габаритам. Тупик? Да хрен-то там! Оставляем на ЦП только задачи стратегического планирования, а реализацию выработанной стратегии по месту отдаем на аутсорс на периферию. Даешь каждому щупальцу по собственному мозгу!
Большинство второстепенных вопросов решаются на местах, а поскольку периферийные мозги располагаются в основании самих щупалец, проблемы потери сигнала не возникает. При этом периферийные мозги не только управляют конечностями, но и получают и обрабатывают данные с тактильных, вкусовых и прочих рецепторов, и, вероятно, даже не всегда отправляют отчёт в центральный мозг. Поскольку суммарная масса периферийных мозгов вдвое превышает массу центрального, последний может, не отвлекаясь на мирскую суету, спокойно думать о своей осьминожьей судьбе. Схема на первый взляд выглядит максимально всрато, но она работает, и работает на удивление неплохо: сравнимые когнитивные способности появятся лишь у теплокровных. В общем, в плане интеллекта осьминоги настолько опередили своё время, что и по нынешним временам не выглядят тупыми, даже на фоне гораздо более эволюционно свежих форм жизни.
Такие дела.
Автор - Даниил Ли. Статья написана для паблика CatScience: о науке - интересно и просто.
Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!
А еще мы есть в телеге )
Показать полностью
2
От пуха до руля
Сап!
Когда-то у меня дома линяли два длинношерстых кота, и даже небо, даже Аллах были в три слоя покрыты кошачьей шерстью. Сейчас на смену ей пришли птичьи перья, весело гоняемые сквозняком по всей квартире. Но если у кошки шерсть на морде и на жопе различается максимум длиной, то на вороне найти два одинаковых пера надо ещё постараться. Перечислять все – полдня можно влёгкую убить, так что вот рандомная выборка собранных по углам вороньих перьев с прилагающимся кратким описанием.
1, 13, 15 – передняя кромка крыла. Мелкие, частые, жёсткие. Отвечают за обтекание крыла набегающим потоком и ламинарность этого самого потока.
2, 3, 14, 16, 17 перья с разных частей головы. Чем мельче, тем дальше от затылка и ближе к клюву.
5, 6 перья на надклювье, прикрывающие ноздри. Помимо эстетических функций, служат фильтром грубой очистки вдыхаемого воздуха.
7 – пух с голяшки. Утепляэ птичьи ноги в холодную погоду.
9 – второй ряд перьев с крыла, перекрывающий маховые.
8, 11, 23 – многофункциональные пухоперья с шеи, спины и груди. Плотная верхняя часть защищает от дождя и ветра, нижняя пуховая ответственна за утепление вороньей тушки.
18, 24 – пух с живота, одного из самых утеплённых мест на птице.
19 – перо с птичьей жопки, ближе к хвосту.
20 – маховое перо из концевой части крыла. Именно эти перья выглядят в полёте как растопыренные пальцы. Помимо функции создания подъёмной силы в полёте отвечают за управляемость. Поскольку между этими перьями есть промежуток, обтекаются воздухом со всех сторон, что требует повышенной прочности. Именно поэтому они узкие и жёсткие, в отличие от...
21 – маховых перьев в основании крыла, которые расположены с перекрытием и работают, как единая плоскость. Нагрузки на них меньше, поэтому за счёт потери прочности можно серьёзно выиграть в площади пера.
22 – концевое перо в крыле. Первым принимает на себя набегающий поток, чем и обусловлена его форма: короткое, узкое и очень жёсткое. Его задача: рассечь воздух, дабы он не размотал остальные махи до непотребного состояния.Из основного комплекта в подборку не попали рули (похожи на 21, только длиннее и симметричней), поскольку они при линьке выпадают первыми и к моменту написания сего опуса были выкинуты либо розданы, а также ОЧЕНЬ мелкие перья (вокруг глаз, например), ибо мне откровенно впадлу ползать по полу с лупой и пинцетом в поисках этой микроскопической фигни.
На этом данный мини-образовач объявляю законченным, до новых встреч!
Автор - Даниил Ли
Подпишись, чтобы не пропустить новые образовачи!
Показать полностью
3
Интеллект шимпанзе в мозге размером с орех?
Разумеется, самая главная фича врановых – их интеллект. Причём история исследования птичьего мозга полна драм и мучительных попыток натянуть сову теории на глобус практических наблюдений.
Проблема заключалась в следующем: поскольку исследования психики базировались в первую очередь на матчасти хомосапиенсов (по очевидным причинам), во вторую на приматах (как близких родственниках), а в третью – на млеках в целом, долгое время самоочевидной вещью считался тот факт, что за ВНД отвечает неокортекс. Нет неокортекса – нет ВНД. А поскольку неокортекс отсутствует у птиц как явление, вопрос птичьего интеллекта закрыли, толком не открыв. Архитектура ЦП не позволяет. Точка.
Схема строения полушарий конечного мозга серой вороны. Обозначения: HA – hyperstriatum accessorium, HD – hyperstriatum dorsale, HV – hyperstriatum ventrale, N – neostriatum, LPO – lobus olfactorius, CHp – hippocamous, lfm – lamina frontalis suprema, lfs – lamina frontalis superior, lh – lamina hyperstriatica, lmd – lamina medialis dorsalis, APH – parahippocampus, ES – ectostriatum, PA – paleostriatum accessorium, Spt – septum, PP – paleostriatum primitivum, CDL – lamina corticoidalis, AS – archistriatum, Tel – telencephalon, Wall – vallecula, Cer – cerebellum
Врановые и попугаи пожали плечами и продолжили успешно решать сложные когнитивные задачи назло кожаным мешкам. Число наблюдаемых случаев сложного поведения росло, игнорировать их становилось всё труднее. Со временем дело дошло и до лабораторных экспериментов по полному чину, и от их результатов отмахнуться уже не получалось. По всему выходило, что птицы не только догоняют млеков в среднем по больнице – они уделывают большинство из них на изи.
Подход пришлось поменять: раз налицо развитая когнитивка – надо пересматривать вопросы матчасти. Неокортекса у птиц нет, не было и не предвидится. Это факт. У млеков за интеллект отвечает именно неокортекс. Это тоже факт. Интеллект и прочие сложные психические функции у птиц присутствуют. И это тоже факт. Из этих трёх фактов очевиден вывод: архитектура мозга у птиц принципиально иная, чем у млеков. Осталось лишь выяснить, какова же она.
К счастью, приближался двадцать первый век, и, помимо пил, зубил и молотков, в распоряжении учёных появились разные томографы, энцефалографы и прочие инструменты неразрушающего контроля, позволяющие в реальном времени отследить активность различных зон птичьего мозга без необходимости предварительно извлекать его из птицы. Полученные результаты выглядели довольно неожиданно.
Птичий мозг мал. Поскольку большая часть птиц заточена под полёт, авиационная специфика накладывает свои ограничения, в первую очередь по массе. Ну и по энергопотреблению, куда ж без этого. В и без того невеликую птичью черепушку уже запихали два крупных глаза (по отношению к размерам тела птичьи глаза куда крупнее, чем у млекопитающих). Там же просверлили пару дырок под уши, тоже, надо сказать, немаленьких. А ещё в эту голову птица ест. Найдите место для крепления мышц клюва спереди и мышц шеи сзади. А в оставшееся пространство запихайте мозг, да такой, чтобы не слишком много энергии потреблял, и весил сущую фигню – ведь всё вышеописанное нужно таскать по воздуху исключительно силой мускулов. Нравится ТЗ? Запускайте автокад, обсчитывайте…
Итак, помимо примитивной структуры, птичий мозг слишком мал, чтобы там поместилась хоть одна умная мысль. Учёные опасливо обошли знакомые грабли (раз матчасть не позволяет – значит, ВНД невозможна) и стали выяснять, как работает то, что работать вообще не должно. На данный момент им удалось выяснить примерно следующее.
Во-первых, большинство птиц интеллектом не блещут (впрочем, с млеками – да и с некоторыми людьми, чего уж греха таить – это правило тоже работает). Голуби, например, реально тупые. Большую часть процессорной мощности у них отжирает GPS-ка, остального едва хватает, чтобы понять, что еду нужно пихать в клюв, а не куда-то ещё. Но и тут есть нюансы: даже невеликий интеллектом голубь способен к обучению неким нехитрым командам. Говорят, у Скиннера голуби по свистку клевали железный лом, долго, упорно, пока не поступала команда «прекратить». Однако, среди птиц выделяются два семейства – врановые и попугаи – интеллект которых догоняет, а местами и перегоняет обезьян и вполне сравним с человеческим.
Врановые способны к прогнозированию, абстрагированию, использованию и изготовлению орудий труда, счёту, различают цвета, используют сложную систему коммуникации – в общем, обладают кучей плюшек, которые даёт развитой интеллект. При этом мозг их по массе, размерам и энергопотреблению и близко не сравним с человеческим. Столь впечатляющие характеристики вороньего ЦП обусловлены его весьма специфической структурой.
Первое, за счёт чего удалось достичь столь впечатляющих показателей оптимизации – размер единичного нейрона. Птичьи нейроны гораздо мельче, следовательно, при прочих равных в отведённый объем их влезет куда больше.
Второе – более плотная упаковка. Нейроны у птиц мало того, что мелкие – они набиты в имеющийся объём плотнее, чем селёдки в бочку. Таким образом мы можем ещё немного выиграть в их количестве.
Третье. Перейдём от количества к качеству. Кроме размеров и плотности упаковки у птичих нейронов есть ещё одна фича: у них больше дендритов, а следовательно – больше связей с соседними клетками.
Четвёртое. Эти компактные, ветвистые, плотно упакованные нейроны объединяются в высокоэффективные нейроглиальные комплексы, отличные по структуре от таковых у млеков. Если для млекопитающих характерны так называемые «колонки», то для птиц – шаровидные скопления.
В итоге главные умники птичьего мира (врановые и попугаи) уделывают обезьян как по количеству нейронов (и это в мозге размером с фундук!), так и по эффективности их использования. Неудивительно, что при такой прогрессивной архитектуре процессора четырёхмесячный ворон на бенчмарках по всем параметрам догоняет взрослого(!) шимпанзе. Уважайте врановых, ребята. Когда мы всё-таки допрыгаемся до ядерной войны, именно им предстоит возрождать цивилизацию на руинах планеты. И будем надеяться, им хватит ума мирно ужиться с крысами, попугаями и осьминогами. До новых встреч!
Показать полностью
6