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 顔を認識する能力は複雑な社会で生きるには必要不可欠だ。そして、それほどの能力を得るには人間並みの大きく発達した脳が必要だと考えられることも多い。

 しかし、最新の研究によると、ハチにも人間が正確に顔を認識することを可能にするものと似た視覚処理機構が備わっているそうだ。

 ハチの脳はとても小さく脳細胞は100万未満しかない。一方、人間の脳は860億もの脳細胞で構成されている。

 小さな脳がこれほど複雑な作業をやってのけることができる秘密が理解されれば、それを応用することも可能になるかもしれない。
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人が個別の顔を認識する全体処理能力


 人間はよく見知った顔を認識することが大の得意だ。大勢の人でごった返す駅で友人にばったり出くわした状況を考えよう。無数の利用客がそれぞれの方向に動き回っているが、私たちは遠くから友人の顔をちらりと見ただけですぐにそれと分かる。

 これは大した努力もせずに行っていると思われるかもしれないが、同じことをAIでやろうとすれば一苦労だ。

 私たちの傑出した顔認識能力は主に”全体的処理(holistic processing)”に基づいている。さまざまな顔の特徴をつなぎ合わせて、優れた認識能力を発揮するのだ。

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 これは顔を見る経験を通じて発達する高度な認知プロセスだと考えられている。私たちがある顔を覚えると、目・鼻・口・耳といったさまざまな特徴が”ゲシュタルト(ひとまとまりになった形態)”として一緒に処理され、間違えることなく個々人を認識する。

 面白いことに、全体的処理は概ね顔の認識に使われるが、人が他の視覚関連作業(ドッグショーの審査員やクラシックカーの収集など)に従事するようになると、そこでも全体的処理を用いて優れた認識能力を発揮するようになる。

 それゆえに全体的処理は重要な物体を認識するための一般原則かもしれないと推察される。

 このことにはより広い意味合いがある。たとえばAIを利用して侵入種を正確に特定するなど、現実世界で全体的処理を応用できるからだ。

 さまざまな動物を研究し、全体的処理の一般原則を調べることが重要であるのはそのためだ。


ハチは人間の顔の認識できる


 ミツバチは視覚処理を理解する上で入手しやすい動物だ。甘いご褒美を餌にして、複雑な問題を覚えるよう訓練することができる。またキオビクロスズメバチも同様である。

 先行研究では、ミツバチとスズメバチが人間の顔の認識を学習できることが示されている。またアシナガバチ(Polistes fuscatus)が他のアシナガバチの顔をきわめて正確に認識することができ、顔認識処理のための脳機構を進化させたらしいことも明らかになっている。

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ハチの目を通じて見える人の顔
image credit:A. Dyer and S. Williams

 分かっていないのは、こうした能力が個々の顔の特徴を単純に解釈したことによるものなのか、それとも人間がそうしているようなもっと複雑な全体像を解釈したことによるものなのかどうかだ。

 そこでミツバチとスズメバチで全体的顔処理が行われている可能性を調べるために、訓練したハチで操作した顔を使った実験を行うことにした。


ハチを使った顔処理の試験


 部分全体効果(part-whole effect)と合成顔効果(composite-face effect)という2つの便利な試験がある。これは人間が全体的顔処理を行っていることを明らかにしたものだ。

 部分全体効果は、目・鼻・口といった顔の特徴を個別に認識したときは、そうでないときと比べて顔の認識が難しくなることを明らかにした。

 合成顔効果は、目・鼻・口といった顔の中にある特徴が、不正確な顔外部の特徴と組み合わされると、認識の精度が大きく低下することを指す。
 
 人間が見知った顔を処理する際、さまざまな特徴が組み合わされてゲシュタルトとなり、それが顔認識の精度を向上させる。「知っている顔だ」

 これらの効果を用いてハチを試すと、ミツバチもスズメバチも白黒で表した人の顔を学習することができた。

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ミツバチには顔がこのように見えているのかもしれない
image credit:Adrian Dyer


4種のテストでハチが人間の顔を認識できることを確認


 その後、4種のテストを実施した。

 その結果から、ハチが人の顔を認識する能力を発達させる進化上の理由がないにもかかわらず、彼らの脳は複雑な全体的イメージを作り出すことで、それをきちんと認識することが明らかにされた。

 ハチは特徴を組み合わせて特定の人の顔を認識しているのである。

 ハチの小さな脳は少なくとも限られた数の顔ならきちんと認識できる。このことは、人間の脳の大きさの利点は、数多くの顔を記憶できることでしかない可能性を示唆している。

 この新たなる知見は、人間や他の霊長類が非常に高度な顔処理能力を進化させることが可能だった仕組みを理解する手がかりとなる。

 さまざまな動物が各種の視覚問題に対応するために全体的処理を利用しているという証拠は、高精度で認識を行うAIの開発にも役立つことだろう。

 この研究は『Frontiers in Psychology』に掲載された。

References:.frontiersin / theconversation/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 09:52
  • ID:5Az7hyQh0 #

すげー、人間の俺でも人の顔覚えらんないのに。

2

2. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 09:55
  • ID:v06BnLs60 #

「その結果から、ハチが人の顔を認識する能力を発達させる進化上の理由がないにもかかわらず、彼らの脳は複雑な全体的イメージを作り出すことで、それをきちんと認識することが明らかにされた」

これ、思考の方向性の固定化があるよね。というか因果が逆だよね。
顔を認識する必要性があると、その方向に進化するって言ってるけど。進化って方向性を持たなく(大雑把に言えば理由も無く)、たまたま変化した物が、ある環境において生存に有利に働いたってだけの話でさ。

蜂が進化の上で蜂として生きる為に偶然に得た有利であったシステムが(例えば花の何処に蜜があるかどうかを認識するとか、花自体の形を認識するとか)、たまたま人間の顔認識にも有用に働く事が分かったって事でしょ。

3

3.

  • 2018年08月19日 09:58
  • ID:1qrhxavM0 #
4

4. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 09:58
  • ID:6Y35Ylig0 #

それに対して、我々は奴らの顔を識別できないがな。

5

5. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 10:48
  • ID:ghGVqaEM0 #

※3
香川照之ならっ…香川照之ならあるいはっ…!!

6

6. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:01
  • ID:wsQPBXbK0 #

宇宙には蜂のような生物が進化した知的生命がいて文明を築いてる可能性もある
知的生命=人類に似てるというのは人間の思い込みかもしれないし

7

7. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:03
  • ID:QeSdS1cK0 #

以前マルハナバチがおばちゃんになついた記事もあったし、ハチってすごいんだね

8

8. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:08
  • ID:JeSASbr20 #

 一昨年、背後から多分一直線に飛んできたスズメバチにいきなり首筋を刺され、Tシャツの中に潜り込まれたが、それ以前から恨みをかっていたということか?

9

9. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:15
  • ID:zWRKK9k40 #

逆に考えると人間が花に美を見出すのは美顔に対する嗜好性が花にも適用されているからなのかもしれないな

10

10. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:17
  • ID:OnFpxGio0 #

本当に知りたいのは、
人間の顔を区別できるかより、仲間のハチの顔を区別できてるかどうかなのだけど?

11

11. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:19
  • ID:3E.wSo3w0 #

ハチには世界が細かい粒々の集まりに見えるとな?

うわあ!ハチに生まれなくて良かった。

12

12. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:20
  • ID:8JorJEcS0 #

近所のアシナガバチが代々私をスルーで動くのは「特に何もしない奴」と認識されてるからなのかもしれないな。

13

13. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:27
  • ID:SYXVTZIF0 #

巣で幼虫がいる部屋を判別するとかそういう機能だったりするのかな

14

14. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:30
  • ID:0RyggwWU0 #

数年前巣が出来立てのアシナガバチ、それなりに警戒し
ピクリしてたが、今年になってから巣を見ても何も動かず
スルーして相手もしなかった
あいつらにも巣作っても安全だぜという次の世代に伝える
連絡網あるのかもしれない

15

15. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 11:35
  • ID:VcqTNWS.0 #

※2
「進化上の理由がない」っていっているので、特に因果は逆転していないかなと。つまり人間の顔認識に対する選択圧はかかっていないにも関わらずって事で。そもそも人の顔を認識する必要は無かったけど、他の適応による副産物として認識できている、と。つまり、※2さんがまさにせつめされていることと同義のようです。

16

16. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 12:24
  • ID:bdpIm6ni0 #

「アシナガバチに巣を作られて困る」という人は、ベランダの物干しざおとかに、アシナガバチの巣に似せた、「新聞紙」のモックアップのようなものをつるしておくといいらしいよ。

あと、今回の記事を考えると、「全体意識」の存在が浮かんでくると思う。

つまり、どう考えたところで1匹1匹のハチにこういう「顔認識機能」があるとは考えにくいから、ハチの群れ全体が一つの統一された「意識体」を構成していて、顔認識機能はその「全体意識」の産物ではないかね。ということ。

17

17. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 12:35
  • ID:8KavwrbO0 #

ハチと友達になれるかも!!!!!

18

18. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 13:00
  • ID:u.LcplNK0 #

※11
複眼の見え方の模式図って、
よくこういう小さい点々の集合で描かれたりするけど
個人的にはそうじゃないと思うんだよな。

人間だって、左右の目のレンズに映る画像を
そのまんま少しずつブレた二重画像として認識してる訳でなく
きちんと脳処理して奥行きある立体映像で把握している。

ブラウン管時代のTVや、新聞の写真印刷なんかも
よく見れば点々の形跡が判るかなり粗い画像でも
人間の脳は滑らかな一続きの面として補正して見る。

昆虫も、視力自体は低くてぼやっとしていたとしても
こんなにカクカクの映像じゃないんじゃないかと思う。

19

19. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 13:04
  • ID:u.LcplNK0 #

※10
それは、出来るって
以前から実験結果が出ていた気がする。

20

20. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 13:21
  • ID:u.LcplNK0 #

>人が他の視覚関連作業(ドッグショーの審査員やクラシックカーの収集など)に従事するようになると、そこでも全体的処理を用いて優れた認識能力を発揮するようになる。

蜂と人間の大きさの差から言えば、
例えば鉄オタが列車の“顔”を判別しているようなもんか。

21

21. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 13:51
  • ID:g2CjeRq.0 #

社会性はあるし場所は覚えられるしこれだけ賢ければ顔認識もできるだろうと思っていました
それを実証できたということですね

ある秋の夜、迷い込んだスズメバチを母親がペットボトルで捕獲しました
はいよっと私にそれをくれたのです
スズメバチを安全に手元で観察できる機会などまずありません
うわー凄い凄いかっこいいと全方位からスズメバチを観察していました
すると母親が「オラ!針出せ!」とペットボトルをバシバシ叩くのです。スズメバチはその通り怒って針を何度も出しました
(針って穴ではなくお尻が”開いて”出し入れするんですね・・・)
「やめてよ怒らせたら逃がすときに襲ってくるじゃない!」
「あんたの顔しか見せてない。あんたの顔覚えたからもう逃がせないわよ(笑)」
(笑)じゃねーや母!
それでも夜中に家から少し離れた場所の自販機のごみ箱ににペットボトルのふたを開けて置いてきましたが。
翌日母親が洗濯物を干していると視線を感じ、振り返ると一匹のスズメバチが母を見つめていたそうです
「あれ、昨日のスズメバチかしらね」
仕返しをしなかったのはあの顔ではないと思ったのか、今日は見逃してやると思ったのか・・・

22

22. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 14:46
  • ID:6Y35Ylig0 #

※18
同意
複眼は前後左右上下まで焦点を合わせて完全カバーする機能で、ちゃんと頭の中で合成されているはずだと思う。

23

23. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 14:54
  • ID:56leXYI50 #

出来ると思う。
ただ外回りに出る蜂はおばあさん、その寿命は短い。

24

24. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 16:14
  • ID:m3vu3URE0 #

なんだ俺よか頭良いじゃねーか

25

25. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 18:39
  • ID:OdfXemCi0 #

そのくせ、黄色い夜光反射材と花の区別がつかず
『・・・、・・・?、・・・!!?、・・・!!!!・・・!!!!???!!』
と混乱するの止めて下さい。

肩や喉元で鳩尾付近混乱されると、仕事中常に夜光反射ベスト着ている俺としては凄いビビるんですが

26

26. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 19:50
  • ID:.6Bg3gnm0 #

俺も顔で認識できるぞ

27

27. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 19:50
  • ID:2KAoXozo0 #

とりあえずトップ画像のスズメバチよ、
お前らの顔はそんなに愛らしくないぞ

28

28. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 20:08
  • ID:B5fMuOZI0 #

蜂にもお馬鹿さんとお利口さんが存在するらしい

29

29. 匿名処理班

  • 2018年08月19日 23:02
  • ID:bMz0GVed0 #

一部の虫の擬態なんかも周囲の認識出来てないとあんな進化出来ないだろうしな

30

30. 匿名処理班

  • 2018年08月20日 01:01
  • ID:7q9WGWsR0 #

※29
それはどうだろう?

本人が周囲を認識していなくとも、
捕食者の側が環境から浮いて目立つ色形の奴をどんどん狩り
より景色に馴染む奴ほど生きて繁殖に漕ぎ着けていけば、
徐々に淘汰は極められていくかと。

31

31. 匿名処理班

  • 2018年08月20日 01:17
  • ID:XqGwpcjS0 #

以前、キイロスズメバチがうちのガレージの出入り口のすぐ上に巣を作ったことがあった。毎日出勤するわしの頭の上20センチの所だった。近所の人たちが血相変えて、巣を取り壊せと言ってきたが、可哀想でなあ、、、。調べたら、キイロスズメバチは比較的穏やかな性質
で、人とも共存可能と書いてあった。で、様子を見ることにした。
ハチ達はわしを刺さなかった。ただ一度生け垣を刈りこんでからは、わしが近寄る時は、巣穴から1匹が顔を出して、じっとこっちを見ていた。
確かに、顔の見分けはついていたようじゃ。
彼らは一夏で子育てを終えると、巣を捨てて、去っていった。

32

32. 匿名処理班

  • 2018年08月20日 02:08
  • ID:nk.28tzv0 #

こいつら、家の引っ越し先について投票とかもするんだよね

多数決で賛成反対をとってそのうえコッチニトウヒョウシロヤ
って脅しかけて票をいれさせる固体までいるの

33

33. 匿名処理班

  • 2018年08月20日 16:34
  • ID:NNc6Tx.y0 #

※31
壊さないでくれてありがとう、と代わりにお礼を言いたい。
うちも、毎年庭のどこかにスズメバチが、アシナガバチはベランダの軒下のどこかに必ず巣を作るけれど、例えば庭やベランダ(花や野菜をたくさん育てているので)で彼らに出会って時にはぶつかっても、決して攻撃してこない。あ、ごめん!と私とお互いに言い合っている感じ。
スズメバチの巣は、庭のどこにあるのかわからないけれど(でもあるのはわかる)、アシナガバチの巣は、30センチくらいまで近寄ってみても、攻撃してこない。
毎年、スズメバチを焼いたり壊したりするお話を聞くたびに、悲しくなる。
彼らはただ、巣を作る場所がどんどん少なくなって、住宅地に追いやられてきただけ、ただ必死に生きているだけなのに。

34

34. 匿名処理班

  • 2018年08月20日 21:22
  • ID:rBA.71fY0 #

以前田舎で人のいない場所に巣を作ったオオスズメバチを観察するためにエサを与えていたら、撮影の為にある程度巣に近付いても何か騒がしくなったり襲ってもこなかった。
もちろん白い服を着たり静かに近づいたりして細心の注意をしてたけど、2〜3mまで近づいて撮影しても平気だった。
今思えばエサをくれる人と認識してくれていたのかな?

ただし、このようなことは危険なので他の人にお勧めしない。

35

35. 匿名処理班

  • 2018年08月20日 23:21
  • ID:dOzXXUUM0 #

仕事柄これまでに数百のアシナガバチや小スズメバチの巣を撤去してきたけど
基本的にアシナガバチは非常におとなしい
おとなし過ぎて巣に触るくらい近づかないと襲ってこない
(お蔭で気づかずに巣に触ってよく刺されるよ…)
小スズメバチも世間で言われるほど凶暴ではない
こちらも1m位に近づくとまずは威嚇してくる
ここで引けば襲われない、そこで居座ると刺されるね
もちろん手で追い払ったりと刺激すれば普通に刺されるので気をつけてね
そういえばオオスズメバチは最近あまり見なくなったな

36

36. 匿名処理班

  • 2018年08月21日 12:25
  • ID:PGQs1MeC0 #

※32
コメントの番号指定間違えてるよ
頻繁にこういうのみるけどパソコンとかの設定で文字の並び崩れてない?
アスキーアートとか見て崩れてないかチェックしたほうがいいよ

37

37. 匿名処理班

  • 2018年08月22日 18:49
  • ID:YKuGua.e0 #

※18
昔の図鑑によく「トンボはこんな風に世界が見えている!」ていう図解で複眼の数だけ小さい世界がずらっと並んでる図が書いてあったけど、んなわけねーだろと子供心に思ってたわ

38

38. 匿名処理班

  • 2018年08月31日 04:02
  • ID:bIsIEL8Q0 #

※18
人間の斜視も眼球自体の視界はズレてるはずだけど、見える視界は正常だもんね。
解説みたいに粒粒に見えたり世界が複数重なってたらまともに飛ぶのは無理だよ。

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