金魚會(huì)開車？對(duì)，以色列新研究證明金魚有陸地導(dǎo)航能力，還能看標(biāo)志認(rèn)出目的地

蕭簫 2022-01-05 15:34:01 來(lái)源：量子位

蕭簫 發(fā)自 凹非寺
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

只能在水中游動(dòng)的金魚，竟然學(xué)會(huì)了在地面上“開車”？

沒錯(cuò)，它不僅能通過改變?cè)隰~缸中游動(dòng)的方向，來(lái)控制小車方向：

經(jīng)過努力后，還能準(zhǔn)確到達(dá)指定地點(diǎn)（粉色標(biāo)記）！

這是來(lái)自以色列內(nèi)蓋夫本-古里安大學(xué)（Ben-Gurion University of the Negev）的一項(xiàng)最新研究。他們將金魚的魚缸做成小車，來(lái)驗(yàn)證它們具有陸地上的導(dǎo)航能力。

那么，這些金魚究竟是怎么學(xué)會(huì)“開車”的呢？

給金魚小車裝上“防撞系統(tǒng)”

讓金魚控制小車方向這件事，本身其實(shí)并不難。

利用攝像頭+目標(biāo)檢測(cè)算法，就能捕捉到金魚在魚缸中所處的位置，并以此決定小車行駛的方向：

這樣金魚即使沒有離開魚缸，也能通過“代步”的方法，到達(dá)屋子的每一個(gè)角落。

為了避免金魚駕駛小車撞上墻壁等障礙物，研究人員給小車裝上了激光雷達(dá)，并用樹莓派控制它，不過激光雷達(dá)只用于防撞，不用于輔助金魚的導(dǎo)航能力。

當(dāng)小車與障礙物相距只有20cm的時(shí)候，小車就會(huì)自動(dòng)停下，無(wú)論金魚怎么操控這個(gè)小車，它都不再繼續(xù)前進(jìn)，直到金魚轉(zhuǎn)到其他方向：

這樣一來(lái)，一個(gè)專門為金魚打造的駕駛系統(tǒng)就做好了。

接下來(lái)就需要測(cè)試，金魚究竟能不能學(xué)會(huì)控制小車到達(dá)指定地點(diǎn)。

不同環(huán)境下也能準(zhǔn)確到達(dá)目的地

研究人員給實(shí)驗(yàn)房間的一面墻貼上粉色標(biāo)記，訓(xùn)練金魚控制小車到達(dá)目的地。

至于訓(xùn)練的方法，同樣是通過“獎(jiǎng)勵(lì)”。

研究人員嚴(yán)格控制金魚的飲食，只有在它成功控制小車到達(dá)目的地后，才會(huì)給它比平時(shí)更多的食物獎(jiǎng)勵(lì)（左下角，到達(dá)目的地后給金魚喂食）：

這類訓(xùn)練按次數(shù)來(lái)進(jìn)行，每次訓(xùn)練30分鐘。每次訓(xùn)練前后，無(wú)論金魚是否獲得獎(jiǎng)勵(lì)，魚缸都會(huì)立即被套上一個(gè)“不透明圓筒”，避免魚收到粉色標(biāo)記以外的視覺反饋。

一共有6條魚參與這次訓(xùn)練。從結(jié)果來(lái)看，隨著次數(shù)的增多，它們?cè)?0分鐘內(nèi)到達(dá)目的地的成功次數(shù)變得更高，路線分?jǐn)?shù)平均值也變得更高：

不過，這還并不能證明金魚就具有陸地導(dǎo)航能力。

萬(wàn)一這只是金魚的“肌肉記憶”呢？

為此，研究人員通過更換起點(diǎn)的位置，來(lái)證明金魚對(duì)于“粉色標(biāo)簽”目的地的記憶，不僅僅是一種肌肉記憶。

結(jié)果表明，即使不停更換起始點(diǎn)，金魚在探索后也能準(zhǔn)確到達(dá)指定地點(diǎn)：

又或是更換終點(diǎn)的位置?（粉色標(biāo)記），金魚在數(shù)次訓(xùn)練之后，也能快速到達(dá)目的地：

研究人員還發(fā)現(xiàn)金魚能辨認(rèn)目的地的色彩。即使給房間的幾面墻壁分別打上不同顏色的標(biāo)簽，金魚也能準(zhǔn)確找到粉色標(biāo)記：

事實(shí)證明，經(jīng)過訓(xùn)練的金魚不僅能準(zhǔn)確到達(dá)指定目的地，還能準(zhǔn)確識(shí)別目的地的標(biāo)簽顏色，最終獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

此前，雖然有研究發(fā)現(xiàn)魚類具有“水中導(dǎo)航能力”，但并沒有研究表明金魚同樣具有陸地導(dǎo)航能力，這次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)疑證明了這一點(diǎn)。

看到金魚們的表現(xiàn)，有網(wǎng)友調(diào)侃，按這個(gè)效果，要不給金魚和特斯拉來(lái)一場(chǎng)比賽，看誰(shuí)駕駛得更漂亮（doge）？

還有不少網(wǎng)友想到了動(dòng)漫電影里“腦洞大開”的金魚劇情。

例如《傘學(xué)院》（The Umbrella Academy）中那位掌管宇宙時(shí)空的金魚Boss：

還有在《飛出個(gè)未來(lái)》（Futurama，辛普森一家的衍生劇）中，一位科學(xué)家為自己的金魚制作反潛水泳衣，并訓(xùn)練它在陸地上完成一系列任務(wù)：

有網(wǎng)友表示，根據(jù)這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，可能真能做到讓金魚在家“遛自己”，而不用擔(dān)心它們會(huì)撞上家具或是其他障礙物。

準(zhǔn)備好給你家的金魚換上一輛“魚缸牌”汽車了嗎？

論文地址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166432821005994

參考鏈接：
[1]https://techcrunch.com/2022/01/03/the-fish-is-driving-again/
[2]https://twitter.com/ronen_segev/status/1477889582398164994