Bienen kennen das Konzept von Null und können auch zählen, wie schon frühere Studien gezeigt haben. Die Fähigkeiten, einfache numerische Aufgaben der Mathematik zu lösen, zeigt jetzt eine weitere Studie, die jedoch auch die Strategie der Honigbiene in einem Computermodell nachbildet.

Ein neuronales Computermodell, bildet die Strategie der Honigbiene nach.
„Es wurde in Experimenten gezeigt, dass Insekten wie Honigbienen bis zu einer bestimmten Anzahl von Objekten tatsächlich ‚zählen‘ können. So konnten Bienen beispielsweise Objektmengen miteinander vergleichen und bewerten, ob sie gleichgroß sind oder eine Menge größer als die andere ist“, erklärt Hannes Rapp von der Universität Köln die dahinterstehende Frage nach der sogenannten numerischen Kognitionsfähigkeit. Die Biene erkannte zum Beispiel, dass sechs Rauten mehr als vier Kreise sind.

Bislang war unklar, wie das neuronale Netz für diese kognitive Fähigkeit aufgebaut ist. Frühere theoretische Modelle seien von einer fest implementierten Kreisschaltung mit vier beteiligten Neuronen für die vier Rechenoperationen „gleichviel“, „null“, „höher als“ und „niedriger als“ ausgegangen, erklärt Professor Martin Nawrot von der Universität Köln: „Wir allerdings konnten anhand unseres Computermodells zeigen, dass nicht vier, sondern nur ein einziges Neuron ausreichend ist. Sein Aktionspotenzial prägt sich je nach gestellter Mathe-Aufgabe unterschiedlich aus – und das kann man dem Neuron antrainieren.“ Im Resultat haben die Forscher ein vergleichsweise simples Modell identifiziert, mit dem ein neuronales Netz die Rechenoperation erlernen kann.

Das Modell ist auch eine Lernhilfe für die neuronalen Netze einer Künstlichen Intelligenz.
„Es wurde bereits viel Geld in die Hand genommen, um künstliche neuronale Netze darauf zu trainieren, die Anzahl von Objekten visuell zu erkennen. Insbesondere Methoden des Deep Learning ermöglichen das Zählen durch die explizite oder implizite Erkennung mehrerer relevanter Objekte innerhalb einer statischen Szene“, so Martin Nawrot, „Diese Modellklassen sind jedoch kostspielig, da sie in der Regel an einer sehr großen Anzahl von Mustern in Millionenhöhe trainiert werden müssen und oft Cloud-Computing-Cluster erfordern. Unser von der Honigbiene inspirierter Ansatz mit einem einfachen Modell- und Lernalgorithmus reduziert diesen Aufwand um ein Vielfaches.“