小さな存在だけど…ハチは人の顔を個別に認識できることが判明（国際研究）

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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。

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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