从鸟鸣到算法:AI破解动物语言,颠覆你对地球通信的认知!

腐肉乌鸦们到底在聊些什么?
几十年来,维托里奥·巴廖内和丹妮埃拉·卡内斯特拉里一直在追寻这个问题的答案。腐肉乌鸦(Corvus corone)特别引人入胜,因为它们采取合作繁殖的方式,抚养雏鸟和保护巢穴不仅是父母的责任,整个家族都会参与其中。这要求个体之间进行精细且微妙的交流。
“它们的社会非常复杂,一起完成的事情也相当复杂,”西班牙莱昂大学教授巴廖内在一段视频采访中告诉Mongabay。“这是真正的协作行为,我们已经解答了它们为什么要这样做,但我们还想知道它们是如何协调和交换信息的。”
这两位科学家在西班牙北部部署了录音设备和生物记录器,以解码乌鸦的叫声并监测相应的行为模式。但随着数据堆积,他们遇到了一个巨大的难题。“每个麦克风只能持续工作六到七天,”同一所大学的教授卡内斯特拉里在一段视频采访中对Mongabay说。“我们意识到,我们的数据实际上多到无法分析。”
自2024年起,科学家们与地球物种项目(ESP)合作。这个美国非营利组织的团队帮助他们开发了人工智能模型,用于分类乌鸦的叫声,并开始建立不同叫声类型的数据库。
动物之间如何进行交流,一直是世代人类着迷的话题。人工智能在保护领域的出现,加速了从海量数据集中识别模式和结构的过程,让我们向理解动物交流方式迈进了一小步。ESP已经建立了一个可用于分析多种物种交流的模型。该组织还与全球的科学家(如巴廖内和卡内斯特拉里)合作,为它们研究的特定动物定制AI工具。
“如果你看看生物多样性危机,就会发现人与自然之间存在巨大的脱节,”ESP高级AI研究科学家大卫·罗宾逊在一段视频采访中告诉Mongabay。“研究动物交流可以成为窥探其他物种内心生活和复杂性的窗口,并帮助我们深入了解它们的行为。”
例如,在腐肉乌鸦的研究中,这项技术帮助科学家检测到了超过12.7万个发声片段。它还能帮助区分成年乌鸦和幼崽的叫声,以及其他鸟类的叫声。当多只乌鸦同时呼叫时,该模型还能同步来自不同记录器的数据。“在许多领地里,我们有不止一个个体同时进行对话,”卡内斯特拉里说。“它们需要被同步,以观察在一只鸟呼叫时另一只鸟具体在做什么。”
虽然数据分析仍在进行中,但科学家们发现,大多数乌鸦的叫声都是轻柔的、低振幅的咕哝声。他们认为,这潜在表明大部分交流发生在近距离范围内,而非远距离。科学家们继续与ESP团队合作,以生成一个数据集,这实际上是一种语义地图,将音频数据与视频以及加速度计(用于测量运动和速度的设备)的数据整合在一起。“我们可以匹配行为和叫声,以揭示这些叫声的功能,”巴廖内说。
这项技术并不局限于陆地物种。
在加拿大的雨林保护基金会,科学家们正与ESP合作,以了解虎鲸(Orcinus orca)的交流和行为模式。这种虎鲸生活在紧密联系的群体中,并以利用叫声来共同移动和捕猎而闻名。解码它们的叫声将帮助科学家了解该物种的行为模式。这也将揭示“水下噪音这一保护问题,以及它如何影响这些动物彼此交流的能力,”雨林保护基金会鲸类保护研究项目联合主任瓦莱里娅·维加拉在一段视频采访中对Mongabay说。
作为试点项目的一部分,ESP和雨林保护基金会正在利用无人机和声学记录器的数据,开发一个能够将虎鲸的叫声与其行为和环境因素联系起来的数据集。即使在研究进行中,该团队已经使用AI模型加速了从海量海洋音频数据中识别虎鲸的过程。“不必手动听完每一分钟的录音,这个工具就能挑出发声片段,这样我们就可以进一步查看并标记这些发声,”维加拉说。
这项技术还帮助同步了科学家在野外记录的语音笔记与对应的鲸鱼音频或无人机片段。“过去,综合所有这些数据集可能需要我们几个月时间,但这个工具在一小时内就能完成,”维加拉说。“它的作用是准备好要分析的数据,并将我们非常定性的语音笔记量化。”
维加拉表示,最终目标是利用这项技术,超越识别方言和呼叫类型,去理解这些呼叫背后的含义。然而,对于公众日益热衷的“AI是否能让人类与其他动物交流”这一话题,她呼吁保持谨慎。
“我想说,让我们单纯地以鲸鱼自己的方式去理解它们就好,”她说,“而不必把自己插入到它们的对话中。”
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