Comparing cooperative geometric puzzle solving in ants versus humans

认知 计算机科学 可扩展性 不相交集 集体智慧 抓住 认知心理学 人工智能 人机交互 心理学 数学 组合数学 数据库 神经科学 程序设计语言
作者
Tabea Dreyer,Amir Haluts,Amos Korman,Nir S. Gov,Ehud Fonio,Ofer Feinerman
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:122 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1073/pnas.2414274121
摘要

Biological ensembles use collective intelligence to tackle challenges together, but suboptimal coordination can undermine the effectiveness of group cognition. Testing whether collective cognition exceeds that of the individual is often impractical since different organizational scales tend to face disjoint problems. One exception is the problem of navigating large loads through complex environments and toward a given target. People and ants stand out in their ability to efficiently perform this task not just individually but also as a group. This provides a rare opportunity to empirically compare problem-solving skills and cognitive traits across species and group sizes. Here, we challenge people and ants with the same “piano-movers” load maneuvering puzzle and show that while ants perform more efficiently in larger groups, the opposite is true for humans. We find that although individual ants cannot grasp the global nature of the puzzle, their collective motion translates into emergent cognitive skills. They encode short-term memory in their internally ordered state and this allows for enhanced group performance. People comprehend the puzzle in a way that allows them to explore a reduced search space and, on average, outperform ants. However, when communication is restricted, groups of people resort to the most obvious maneuvers to facilitate consensus. This is reminiscent of ant behavior, and negatively impacts their performance. Our results exemplify how simple minds can easily enjoy scalability while complex brains require extensive communication to cooperate efficiently.

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