Çıplak köstebek faresi pek bakılacak bir şey olmayabilir ama söyleyecek çok şeyi var. Birçok karınca gibi büyük, yeraltı kolonilerinde yaşayan buruşuk, bıyıklı kemirgenlerin ayrıntılı bir vokal repertuarları vardır. Islık çalıyorlar, titriyor ve cıvıldaıyorlar; homurdanma, hıçkırık ve tıslama.

Ve iki kıvrak fare karanlık bir tünelde buluştuğunda, birbirlerine standart bir selam verirler. Almanya’daki Max Planck Beyin Araştırmaları Enstitüsü’nden bir sinirbilimci olan Alison Barker, “Yumuşak bir cıvıltı ve ardından tekrar eden bir yumuşak cıvıltı yapacaklar” dedi. “Biraz sohbet ediyorlar.”

Dr. Barker ve meslektaşları, yedi köstebek fare kolonisinde kaydedilen 36.000 yumuşak cıvıltıyı analiz etmek için makine öğrenimi algoritmaları kullandıklarında, bu günlük alışverişte çok sayıda sosyal bilginin saklı olduğunu keşfettiler.

Sadece her köstebek faresinin kendi ses imzası yoktu, aynı zamanda her koloninin kültürel olarak nesiller boyu aktarılan kendi farklı lehçesi vardı. Toplumsal istikrarsızlık dönemlerinde – bir koloninin kraliçesinin şiddetle tahttan indirilmesinden sonraki haftalarda olduğu gibi – bu birbirine bağlı lehçeler dağıldı. Yeni bir kraliçe saltanatına başladığında, yeni bir lehçe hakim oldu.

Şu anda kemirgenlerin çıkardığı diğer birçok sesi inceleyen Dr. Barker, “Oldukça basit olacağını düşündüğüm karşılama çağrısının inanılmaz derecede karmaşık olduğu ortaya çıktı” dedi. “Makine öğrenimi araştırmamı değiştirdi.”

İki çıplak köstebek faresinin yumuşak cıvıltılarını duyun

Alison Barker, Alena Lemazina ve Sanjana Joshi tarafından kayıt

Geniş veri koleksiyonlarındaki kalıpları algılamak için algoritmalar kullanan makine öğrenimi sistemleri, insan dilini analiz etmede mükemmel bir konuma geldi ve konuşmayı tanıyan ses yardımcılarına, konuşmayı metne dönüştüren transkripsiyon yazılımlarına ve insan dilleri arasında çeviri yapan dijital araçlara yol açtı.

Son yıllarda bilim adamları, gıcırdayan farelerin ne zaman stresli olduğunu veya meyve yarasalarının neden bağırdığını belirlemek için makine öğrenimi algoritmalarını kullanarak hayvan iletişimini çözmek için bu teknolojiyi kullanmaya başladılar. Kapsamlı bir karga çağrıları kataloğu oluşturmak için daha da iddialı projeler yürütülüyor. ispermeçet balinalarının sözdiziminin haritasını çıkarmak ve hatta insanların karşılık vermesini sağlayan teknolojiler geliştirmek.

Hunter College’da yunus bilişi ve iletişimi konusunda uzman ve türler arası iletişimi kolaylaştırmaya adanmış bir düşünce kuruluşu olan Interspecies Internet’in kurucu ortağı Diana Reiss, “Haydi hayvanlar için bir Google Çeviri bulmaya çalışalım” dedi.

Alan genç ve birçok proje henüz emekleme aşamasında; insanlık balina şarkıları için bir Rosetta Stone’a sahip olmanın veya kedilerle yağları çiğneme yeteneğinin eşiğinde değil. Ancak çalışma, hayvan iletişiminin insan kulağına göründüğünden çok daha karmaşık olduğunu ortaya koyuyor ve gevezelik, kendi türümüzün ötesinde dünyaya daha zengin bir görünüm sağlıyor.

Yaban hayatı ve bilim film yapımcısı ve yakında çıkacak olan kitabın yazarı Tom Mustill, “Makinelerin canlı yaşama daha yakın hissetmemize yardımcı olabileceğini, yapay zekaların biyolojik zekaları fark etmemize yardımcı olabileceğini gerçekten ilgi çekici buluyorum” dedi. Balina konuş.” “Bu, bir teleskop icat etmemiz gibi – zaten orada olanı algılamamızı sağlayan ancak daha önce göremediğimiz yeni bir araç.”

Gelişmiş gizli dinleme

Hayvan iletişimi çalışmaları yeni değil, ancak makine öğrenimi algoritmaları, insan dinleyicilerinden kaçabilecek ince kalıpları tespit edebilir. Örneğin, bilim adamları, bu programların tek tek hayvanların seslerini ayırt edebildiğini, hayvanların farklı koşullarda çıkardıkları sesleri ayırt edebildiğini ve seslendirmelerini daha küçük parçalara ayırabildiğini, anlamın deşifre edilmesinde çok önemli bir adım olduğunu göstermiştir.

Tilburg Üniversitesi ve Naturalis Biyoçeşitlilik Merkezi’nde makine dinleme uzmanı olan Dan Stowell, “Hayvan sesiyle ilgili gerçekten harika olan şeylerden biri, hala çok fazla gizemin olması ve bu gizemlerin hesaplamayı uygulayabileceğimiz şeyler olmasıdır” dedi. Hollanda.

Birkaç yıl önce, Washington Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kemirgenlerin ultrasonik seslendirmelerini otomatik olarak algılayabilen, analiz edebilen ve kategorize edebilen DeepSqueak adlı bir yazılım geliştirmek için makine öğrenimini kullandılar.

Ayrıca hayvanların kendilerini iyi hissettiklerinde yaptıkları karmaşık, şarkıya benzer çağrılarla, kendilerini iyi hissetmediklerinde yaptıkları uzun, düz çağrıları ayırt edebilir. DeepSqueak’i geliştiren ekibin bir parçası olan Washington Üniversitesi’nde davranışsal bir nörobilimci olan Kevin Coffey, “Hayvanın ağzından nasıl hissettiklerini doğrudan, öznel bir şekilde alabilirsiniz” dedi.

DeepSqueak, lemurlar ve balinalar da dahil olmak üzere diğer türler için yeniden kullanılırken, diğer ekipler, tavukları tıkırdadığında veya ciyaklayan domuzların tehlikede olduğunu otomatik olarak algılamak için kendi sistemlerini geliştirdi.

anlam çözme

Hayvan çağrılarının anlamını çözmek, her bir gıcırtı ve ciyaklamayı çevreleyen bağlam hakkında da büyük miktarda veri gerektirir.

Mısır meyve yarasalarının seslendirmeleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için araştırmacılar, 75 gün boyunca hayvan gruplarını kaydetmek için görüntü kameraları ve mikrofonlar kullandılar. Ardından kayıtları gözden geçirdiler ve yaklaşık 15.000 çağrının her biri için hangi yarasanın seslendirdiği ve hangi bağlamda olduğu gibi birkaç önemli ayrıntıyı özenle not ettiler.

Yarasalar kavgacıdır, kalabalık kolonilerinde sıklıkla kavga ederler ve seslendirmelerinin büyük çoğunluğu saldırgandır. Araştırmayı yöneten Tel Aviv Üniversitesi’nden nöroekolog Yossi Yovel, “Temelde birbirlerini zorluyorlar” dedi. “Büyük bir stadyum hayal edin ve herkes bir koltuk bulmak istiyor.”

Ancak bir makine öğrenimi sistemi, dört farklı bağlamda yapılan agresif çağrıları yüzde 61 doğrulukla ayırt edebilir ve yemek, çiftleşme, tüneme pozisyonu veya uyku ile ilgili bir kavga sırasında belirli bir çağrının yapılıp yapılmadığını belirleyebilir. Bu mükemmel bir performans değil, dedi Dr. Yovel, ancak rastgele tahminle ilişkilendirilen yüzde 25 doğruluktan önemli ölçüde daha iyi.

Dr. Yovel, yazılımın, şans eseri tahmin etmekten daha yüksek seviyelerde, azarlamanın hangi yarasanın karşı karşıya olduğunu belirleyebildiğini keşfettiğinde şaşırdı.

Araştırmacılar, 2016 tarihli makalelerinde, “Bu, kulak misafiri bir yarasanın teorik olarak, en azından bir dereceye kadar, bireysel A’nın bireysel Bor bireysel C’ye hitap edip etmediğini belirleyebildiğini ima ediyor” dedi.

Fikir kanıtlanmamış olsa da, yarasalar, suçluyla ilişkilerine ve bilgisine bağlı olarak seslendirmelerini değiştirebilir, aynı şekilde, insanlar farklı izleyicilere hitap ederken farklı tonlar kullanabilirler.

Dr. Yovel, “Bu bir koloni, çok sosyaller, birbirlerini tanıyorlar” dedi. “Belki de sana yemek için bağırdığımda, yemek için başka birine bağırdığımdan farklıdır. Dolayısıyla aynı çağrı, makine öğrenimini kullanarak tespit edebildiğimiz biraz farklı nüanslara sahip olacak.”

Yine de, kalıpları tespit etmek yalnızca başlangıçtır. Bilim adamlarının daha sonra, algoritmaların gerçek dünyadaki hayvan davranışları hakkında anlamlı bir şey ortaya çıkarıp çıkarmadığını belirlemesi gerekiyor.

Dr. Stowell, “Gerçek olmayan kalıpları tespit etmekten kaçınmak için çok dikkatli olmalısınız” dedi.

Algoritmalar, çıplak köstebek faresi kolonilerinin hepsinin farklı lehçeleri olduğunu öne sürdükten sonra, Dr. Barker ve meslektaşları, kemirgenlerin kendi kolonilerinin üyelerinden gelen yumuşak cıvıltılara yabancı kolonilerden gelenlere göre çok daha fazla tepki verdiğini doğruladı. Çıplak köstebek farelerinin sadece tanıdıkları seslere tepki verme olasılığını ortadan kaldırmak için, araştırmacılar deneyi bir farenin ana kolonisinin lehçesine uyacak şekilde ürettikleri yapay yumuşak cıvıltılarla tekrarladılar. Sonuçlar tutuldu.

Vahşi doğada, koloniye özgü lehçeler, çıplak köstebek farelerinin kıt kaynakları yabancılarla paylaşmadıklarından emin olmalarına yardımcı olabilir ve sosyal uyumu zorlamanın bir yolu olabilir. Dr. Barker, “Bu büyük yeraltı tünellerinde herkesin kurallara uyduğu bir süre yapmak istiyorsunuz” dedi. “Ve bunu test etmenin çok hızlı bir yolu, herkesin çok benzer şekilde konuşmasıdır.”

balina hikayeleri

Diğer büyük projeler devam ediyor. Cetacean Translation Initiative’in kısaltması olan CETI Projesi, diğerlerinin yanı sıra makine öğrenimi uzmanlarını, deniz biyologlarını, robotik bilimcileri, dilbilimcileri ve kriptografları bir düzineden fazla kurumda bir araya getiriyor. koda adı verilen Mors koduna benzer diziler halinde düzenlenir.

Ekip, her biri 28 su altı mikrofonu içeren “temel balina dinleme istasyonlarını” bu sonbaharda Dominika kıyılarında kurmayı planlıyor. Balinaların ses ve görüntülerini kaydetmek için robotik balıkların yanı sıra bireysel hayvanların seslerini ve hareketlerini kaydetmek için küçük akustik etiketler kullanmayı planlıyor.

Ardından araştırmacılar, balina iletişiminin sözdizimini ve anlambilimini deşifre etmeye çalışacak ve büyük grupların eylemlerini nasıl koordine ettiği ve balina buzağılarının nasıl iletişim kurmayı öğrendiği gibi sperm balina davranışı ve bilişi hakkında daha büyük bilimsel soruları araştırmaya çalışacaklar.

Proje CETI’yi yöneten Baruch Koleji’nde deniz biyoloğu olan David Gruber, “Her hangi bir yöne dönersek karşımıza başka bir soru çıkıyor” dedi. “Bir hafta önce büyük bir olay olsaydı, hala bu konuda iletişim kurduklarını nasıl bilebiliriz? Balinalar matematik yapar mı?”

Sperm balina kodalarını duyun

CETI Projesi ile kayıt

Kaliforniya merkezli kar amacı gütmeyen bir kuruluş olan Earth Species Project, balinalar ve diğer türlerle çeşitli makine öğrenimi yaklaşımlarının pilotluğunu yapmak için biyologlarla da ortaklık kuruyor.

Örneğin, izleme etiketleri tarafından toplanan hareket verilerine dayalı olarak, makine öğrenimi algoritmalarının balenli balinaların hangi davranışları sergilediğini otomatik olarak belirleyip belirleyemeyeceğini belirlemek için deniz biyologlarıyla birlikte çalışıyor.

“Bir hayvanın ne zaman nefes aldığına veya bir hayvanın beslendiğine dair veride özel bir işaret var mı?” Projede işbirliği yapan Santa Cruz California Üniversitesi’nden bir deniz ekoloğu olan Ari Friedlaender dedi.

Araştırmacılar, balinaların belirli bağlamlarda sürekli olarak çıkardıkları belirli seslerin olup olmadığını belirlemek için bu davranışsal verileri ses kayıtları ile kaplamayı umuyorlar.

Earth Species Project’in başkanı ve kurucu ortağı Aza Raskin, “Artık gerçekten ilginç şeyler yapabilirsiniz, örneğin ‘Orkaları alalım, hareketlerine bakalım, hareketi onunla birlikte gelen sese çevirelim’ gibi” dedi. “Ya da sesle başlayıp, ‘Söyledikleriyle hangi davranış uyumludur?’ diyebilirsiniz.”

Cevap vermek

Başka bir araştırma hattında, Dünya Türleri uzmanları, yirmi yıl önce vahşi doğada yok olan, tutsak Hawai kargaları tarafından yapılan tüm çağrı türlerinin bir envanterini oluşturmak için makine öğrenimi algoritmaları kullanıyor.

Ardından, kuşların esaret altında geçirdikleri yıllar boyunca kaybedebilecekleri belirli çağrı türlerini belirlemek için sonuçları vahşi Hawaii kargalarının tarihsel kayıtlarıyla karşılaştıracaklar.

İskoçya’daki St. Andrews Üniversitesi’nde proje üzerinde Dünya Türleri ile çalışan davranışsal ekolojist Christian Rutz, “Onların vokal repertuarı zamanla aşınmış olabilir, bu gerçek bir koruma endişesidir” dedi. “Gelecek sürümler için kuş yetiştirmek için onları bu kuşhanelerde tutuyorlar. Ama ya bu kargalar artık karga konuşmayı bilmiyorsa?”

Bilim adamları daha sonra herhangi bir kayıp çağrının işlevini inceleyebilir ve hatta belki de en kritik olanları tutsak kolonilere yeniden dahil edebilir.

Dünya Türleri Projesi ayrıca, su altı hoparlörleri aracılığıyla önceden kaydedilmiş balina çağrılarını çalarak ve balinaların nasıl tepki verdiğini gözlemleyerek kambur balina iletişimini deşifre etmeye çalışan New Hampshire Üniversitesi’nden bir deniz akustik ekoloğu olan Michelle Fournet ile de ortaklık kurdu.

Şimdi, Dünya Türleri bilim adamları, yeni kambur balina seslendirmeleri oluşturmak için algoritmalar kullanıyorlar – yani, “var olmayan ama kulağa hoş gelen yeni çağrılar” dedi Dr. Fournet. “Orada olmayan bir doğayı hayal edip sonra onu dinlemenin ne kadar havalı olduğunu söyleyemem.”

Bu yeni çağrıları vahşi balinalara çalmak, bilim adamlarının belirli seslendirmelerin işlevi hakkındaki hipotezleri test etmelerine yardımcı olabilir, dedi.

Uzmanlar, balinaların birbirleriyle nasıl konuştuklarına dair yeterince veri verildiğinde, makine öğrenim sistemlerinin belirli balina çağrılarına makul yanıtlar üretebilmesi ve bunları gerçek zamanlı olarak oynatabilmesi gerektiğini söyledi. Bu, bilim insanlarının özünde, balinaların ne dediğini tam olarak anlamadan önce deniz memelileriyle “konuşmak” için balina sohbet robotlarını kullanabileceği anlamına gelir.

Bu makine aracılı konuşmalar, araştırmacıların modellerini iyileştirmelerine ve balina iletişimi anlayışlarını geliştirmelerine yardımcı olabilir. “Oxford’da makine öğrenimi uzmanı ve CETI Projesi’nin bir parçası olan Michael Bronstein, bir noktada gerçek bir diyalog olabilir” dedi.

“Bir bilim insanı olarak, bu muhtemelen şimdiye kadar katıldığım en çılgın proje” diye ekledi.

dinlemeyi öğrenmek

Diğer türlerle devam eden, iki yönlü diyalog olasılığı bilinmiyor. Ancak Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nde bilişsel evrim uzmanı olan Natalie Uomini, gerçek konuşmanın, eşleşen zeka türleri, uyumlu duyu sistemleri ve en önemlisi, paylaşılan bir sohbet arzusu da dahil olmak üzere bir dizi “önkoşul” gerektireceğini söyledi.

“İletişim kurmak için her iki tarafta da motivasyon olmalı” dedi.

O zaman bile, bazı hayvanların bizimkinden o kadar farklı deneyimleri olabilir ki, bazı fikirler çeviri sırasında kaybolur. Dr. Bronstein, “Örneğin, ‘ıslanma’ kavramımız var” dedi. “Bence balinalar bunun ne anlama geldiğini asla anlayamayacaklar.”

Uzmanlar, bu deneylerin etik sorunları da gündeme getirebileceğini kabul ediyor. Bay Mustill, “Hayvanlarda onların iletişimini anlamanıza izin veren kalıplar bulursanız, bu onların iletişimini manipüle etmenin kapısını açar” dedi.

Ancak teknoloji, hayvanların yararına da kullanılabilir ve uzmanların hem vahşi hem de evcil faunanın refahını izlemesine yardımcı olabilir. Bilim adamları ayrıca, hayvan yaşamlarına yeni bir bakış açısı sağlayarak, bu araştırmanın daha geniş bir toplumsal değişime yol açabileceğini umduklarını söylediler. .Birçok kişi, dünya dışı balina çağrılarının kayıtlarının yer aldığı ve Küresel Balinaları Kurtar hareketinin kıvılcımına katkıda bulunmasıyla büyük beğeni toplayan 1970 tarihli “Songs of the Humpback Whale” albümünün canlandırıcı etkisine dikkat çekti.

Bu albümün yapımcılığını yapan biyolog Roger Payne, şimdi CETI Projesi’nin bir parçası. Ve birçok bilim insanı, balinaların, kargaların, yarasaların ve hatta çıplak köstebek farelerinin seslerini anlamaya yönelik bu yeni, yüksek teknolojili çabaların benzer şekilde dönüştürücü olacağını ve paylaştığımız yaratıklarla bağlantı kurmak ve onları anlamak için yeni yollar sağlayacağını umduklarını söyledi. gezegen.

Dr. Gruber, “Benim için önemli olan balinaların ne söylediği değil,” dedi. “Dinlediğimiz gerçek.”