Кашалоты (Физетер макроцефалия ) известны своей сложной социальной структурой и поведением, чему способствуют уникальные вокализации. Эти киты производят коды — последовательность быстрых щелчков, напоминающих азбуку Морзе, которые используются во время социального взаимодействия. Это не беспорядочные щелчки, а скорее целенаправленные вокализации, имеющие значение, почти такое же, как если бы мы с вами произносили слова. Например, кашалоты используют коды для идентификации себя или других кланов. И эти знания передаются из поколения в поколение, поскольку молодые телята не рождаются, способными производить коды. Они учатся, подражая своим родителям.

Раньше исследователи считали, что коды кашалота представляют собой интригующий, но довольно простой набор сообщений. Однако недавно исследователи использовали ИИ для обнаружения и декодирования обширного набора данных щелчков китов, почти как с помощью чего-то вроде Google Translate, чтобы понять фразу на иностранном языке. Это исследование показывает, что коды — это гораздо больше, чем просто повторяющиеся сигналы.

По сути, это сложный язык, состоящий почти на порядок из более различимых шаблонов, чем считалось ранее.

Кликбейт, который вы действительно хотите услышать

Алгоритмы искусственного интеллекта, используемые исследователями из Массачусетского технологического института, обработали и классифицировали более 8700 кодов, выявляя тонкие различия в ритме и структуре, которые определяют разнообразные «диалекты» среди групп китов. В этом случае использование ИИ имело решающее значение, поскольку оно применялось к лучшему варианту использования: распознаванию образов. Машина смогла проанализировать тонкие вариации кодовых последовательностей, которые были бы практически неразличимы для людей-аналитиков.

Результаты исследования ошеломляют: коды кашалотов не только различаются в зависимости от группы, но и меняются контекстуально в ходе разговоров. Две ключевые особенности — рубато (временные вариации) и орнаментация (дополнительные щелчки) — в сочетании с ритмом и темпом образуют богатый вокальный репертуар. Эта комбинаторная система позволяет китам выражать широкий спектр информации и эмоций, от социальных сигналов до взаимодействий с окружающей средой, сообщили авторы в журнале. Природные коммуникации .

Глубоководная болтовня

Однако, хотя исследователи смогли классифицировать цель этих щелчков, им еще предстоит раскрыть семантику — значения, связанные с конкретными голосовыми моделями. Авторы сосредоточились на выявлении сложности и изменчивости голосовых паттернов, а не на интерпретации того, что конкретно сообщает каждый паттерн.

Суть в том, что вокализация кашалота — это не просто красивые звуки в глубоком синем океане. Они служат определенной цели в сложных коммуникационных системах, возможно, не так уж отличающихся от человеческого языка. Все это может объяснить выводы биологов из Университета Далхаузи в Новой Шотландии, которые проанализировали недавно оцифрованные журналы, которые вели китобои во время их охотничьих рейсов в северной части Тихого океана.

Кашалоты были основной целью коммерческого китобойного промысла с 1800 по 1987 год, как показано в легендарной книге «Моби Дик». Они обнаружили, что частота ударов гарпунов китобоев упала на 58% всего за несколько лет — и исследователи полагают, что это произошло из-за того, что киты обменивались информацией между собой.

До недавнего времени люди считались единственным видом в мире, способным использовать символический язык для общения. Хотя нет определенных доказательств, которые могли бы предположить обратное в отношении другого вида, в последнее время разговор перешел от подхода, ориентированного на человека, к подходу, глубоко укорененному в понимании животных на их собственных условиях.

Как ИИ меняет наше понимание общения животных

Ученые начинают понимать, что многие виды используют сложную коммуникацию. Например, в исследовании 2016 года сложный искусственный интеллект глубокого обучения был использован на более чем 15 000 записях египетских летучих мышей. Вокализации летучих мышей коррелировали с конкретным поведением. Они не только спорят о ресурсах, но также различают полы в своем общении, используют уникальные «подписные призывы», похожие на отдельные имена, и занимаются вокалом.

Интересно, что летучие мыши-матери понижают высоту своего голоса, обращаясь к своему потомству, что является прямой противоположностью более высокому тону «матери», типичному для человеческих матерей. Эта регулировка высоты звука у летучих мышей вызывает у детенышей лепет, помогая им усвоить определенные голосовые сигналы. Что еще более удивительно, так это то, что большинство этих вокализаций происходят в ультразвуке, далеко за пределами нашего слуха. Ни один ученый не может услышать и расшифровать «речь» летучих мышей, но наши компьютеры теперь могут.

В другом месте в Свободном университете Берлина исследователи использовали искусственный интеллект, который сочетает в себе компьютерное зрение с обработкой естественного языка, для расшифровки сложных движений тела и звуковых моделей медоносных пчел. Пчелы используют всевозможные специфические сигналы, в том числе инструкции остановиться или замолчать. Затем исследователи использовали эту информацию и разработали RoboBee, крошечного робота, которого поместили внутри улья. RoboBee, по сути, является пчелой-притворщиком, которая была запрограммирована так, чтобы использовать «язык» пчел.

Этот робот успешно направляет пчел на выполнение определенных задач, имитируя их коммуникационные сигналы, в том числе хорошо известный танец виляния, который указывает направление источников пищи. Хотя первоначальные результаты были неоднозначными, возможность направлять поведение пчел в целях сохранения, например, направлять их к безопасным источникам нектара, является многообещающим направлением исследований.

Новый способ найти общение на природе

По словам Карен Баккер, профессора Университета Британской Колумбии и научного сотрудника Гарвардского института перспективных исследований Рэдклиффа, открытия, полученные в результате таких исследований, столь же революционны, как и открытие микробного мира с помощью микроскопа много веков назад.

«Когда голландский ученый Антони ван Левенгук начал смотреть в свои микроскопы, он открыл мир микробов, и это заложило основу для бесчисленных будущих прорывов. Таким образом, микроскоп позволил людям по-новому увидеть как глазами, так и воображением. Аналогия здесь в том, что цифровая биоакустика в сочетании с искусственным интеллектом подобна слуховому аппарату планетарного масштаба, который позволяет нам заново слушать как нашими протезно-улучшенными ушами, так и нашим воображением».

«Это постепенно открывает наш разум не только для чудесных звуков, которые издают нечеловеческие существа, но и для фундаментального набора вопросов о так называемом разрыве между людьми и нечеловеческими существами, наших отношениях с другими видами. Это также открывает новые способы думать об охране окружающей среды и наших отношениях с планетой. Это довольно глубоко».