研究人員發(fā)現(xiàn)蜘蛛是如何利用夜視和人工智能結(jié)網(wǎng)的秘密

蜘蛛可以說(shuō)是一種非常耐人尋味的生物。無(wú)論讓你會(huì)做噩夢(mèng)的巨型蜘蛛還是以編排好的群體方式捕食的蜘蛛，這些微小的生物可以非常壯觀。現(xiàn)在，來(lái)自約翰-霍普金斯大學(xué)的研究人員可能已經(jīng)解開(kāi)了圍繞蜘蛛的最大謎團(tuán)之一。

研究人員指出，他們能夠使用夜視儀和人工智能來(lái)了解蜘蛛如何結(jié)網(wǎng)。

研究人員在網(wǎng)上和2021年11月的《Current Biology》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。其中一位合著者Andrew Gordus表示，他第一次對(duì)蜘蛛如何結(jié)網(wǎng)感興趣是在某天跟兒子外出捕鳥(niǎo)時(shí)發(fā)生的。Gordus還是克里格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的行為生物學(xué)家。

“在看到一張壯觀的網(wǎng)后，我想，‘如果你去動(dòng)物園看到黑猩猩在搭建這個(gè)，你會(huì)覺(jué)得那是一只了不起的、令人印象深刻的黑猩猩，’”Gordus在一份關(guān)于這項(xiàng)研究的新聞稿中分享道，“那么這就更令人吃驚了，因?yàn)橹┲氲拇竽X是如此之小，因?yàn)槲覀儧](méi)有更多地了解這種非凡的行為是如何發(fā)生的，所以我感到沮喪。”

并非所有的蜘蛛都會(huì)結(jié)網(wǎng)，但那些結(jié)網(wǎng)的蜘蛛幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)一直讓科學(xué)家們著迷。它們是如何確定何時(shí)何地結(jié)網(wǎng)的?它們是如何在不看的情況下建造如此穩(wěn)定和可靠的陷阱的?這些問(wèn)題一直是了解蜘蛛如何織網(wǎng)的障礙。Gordus表示，不過(guò)第一步是了解蜘蛛的小腦袋如何支持它們的高級(jí)建筑項(xiàng)目。

為了做到這一點(diǎn)，研究人員必須系統(tǒng)地記錄和分析這一過(guò)程中涉及的所有運(yùn)動(dòng)技能。這在以前是不可能的。但通過(guò)利用新技術(shù)，Godrus和其他研究人員能捕捉和記錄所有的動(dòng)作。

研究人員重點(diǎn)研究了hackled orb weaver，這是一種原產(chǎn)于美國(guó)西部的小型蜘蛛品種。這些蜘蛛在夜間結(jié)網(wǎng)。因此，研究人員能在他們的實(shí)驗(yàn)室中設(shè)置一個(gè)區(qū)域，在蜘蛛的棲息地周圍設(shè)置紅外攝像機(jī)和燈光位置。在那里，他們能夠記錄蜘蛛是如何結(jié)網(wǎng)的。

但這僅僅是旅程的一半。該研究的論文第一作者Abel Corver指出，他們還必須跟蹤他們使用的所有六只蜘蛛的腿。Corver當(dāng)時(shí)還是一名研究神經(jīng)生理學(xué)和織網(wǎng)的研究生。他指出，這對(duì)人類來(lái)說(shuō)實(shí)在是太多了。這就是人工智能幫助的地方。

為了了解蜘蛛是如何結(jié)網(wǎng)的，研究人員使用人工智能來(lái)追蹤蜘蛛的腿并準(zhǔn)確地看到hackled orb weaver隨著時(shí)間的推移是如何跟它們的網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)的。他們發(fā)現(xiàn)，即使最后的結(jié)果看起來(lái)不同，但蜘蛛每次建網(wǎng)所遵循的規(guī)則都是一樣的。對(duì)此，研究人員希望可以通過(guò)更好地了解蜘蛛的大腦來(lái)更好地了解更大的大腦系統(tǒng)。