To objectively characterize the intrinsic complexity of behavioural patterns resulting from human or animal decisions is fundamental for deconvolving cognition and designing autonomous artificial intelligence systems. Yet complexity is difficult in practice, particularly when strings are short. By numerically approximating algorithmic (Kolmogorov) complexity (K), we establish an objective tool to characterize behavioural complexity. Next, we approximate structural (Bennett's Logical Depth) complexity (LD) to assess the amount of computation required for generating a behavioural string. We apply this toolbox to three landmark studies of animal behaviour of increasing sophistication and environmental influence, including foraging communication by ants, flight patterns of fruit flies, and tactical deception and competition (e.g., predator-prey) strategies. We find that ants harness the environmental condition in their internal decision process, thus modulating their behavioural complexity accordingly. Our analysis of flights (fruit flies) invalidated the common hypothesis that animals navigating in an environment devoid of stimuli adopt a random strategy. Fruit flies exposed to a featureless environment deviated the most from a Levy flight suggesting an algorithmic bias in their attempt to devise a useful (navigation) strategy. Similarly, a logical depth analysis of rat behaviour revealed that the structural complexity of the rat always ends up matching the structural complexity of the competitor and exploiting behavioural simulation of algorithmic randomness. We discuss how experiments on how humans perceive randomness suggest the existence of an algorithmic bias in our reasoning and decision processes, in line with our analysis of the animal experiments. This contrasts with the view of the mind as performing faulty computations when presented with randomized items.


翻译:客观地描述人类或动物决定所产生的行为模式的内在复杂性,对于分解认知和设计自主人工智能系统至关重要。但复杂性在实践中是困难的,特别是在字符串短短时。通过数字接近算法(Kolmogorov)复杂(K),我们建立了一个客观工具来描述行为复杂性。接下来,我们比较结构(Bennett的逻辑深度)复杂(LD)来评估产生行为字符串所需的计算量。我们将这个工具箱应用到三项具有里程碑意义的动物行为变异性研究中,动物行为变异性越来越复杂,包括蚂蚁的交流、水果果的飞行模式以及战术欺骗和竞争(例如捕食者-准备)战略。我们发现蚂蚁在内部决策过程中利用环境条件,从而相应地调整其行为复杂性。我们对飞行(果蝇)的分析使动物在环境中航行时采用随机策略这一共同假设无效。 将果蝇暴露在最不突出的环境里夫飞行,表明它们要进行算法上的偏差,在试图将逻辑偏差性偏差性分析时,从而将结构变变变变的逻辑分析结果,从而显示其结构变变变变的逻辑性分析。

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