С помощью искусственного интеллекта ученые выяснили, что африканские слоны используют уникальные вокализации, похожие на имена, чтобы подзывать и идентифицировать конкретных членов своего стада.
Сайт исследованиеВ статье, опубликованной в журнале Nature Ecology and Evolution, приводятся доказательства того, что слоны обладают сложными коммуникативными способностями, которые ранее считались исключительными для человека и некоторых других видов.
Совместная исследовательская группа, в которую вошли специалисты из Университета штата Колорадо (CSU), Спасите слонов, и ElephantVoicesВ работе использовались методы машинного обучения (ML) для анализа звонков слонов, записанных в течение четырех лет в Кении.
Обучив свою модель искусственного интеллекта на этих вокальных сигналах, ученые подтвердили, что эти звуки содержат отдельные компоненты, которые служат именами для отдельных слонов.
Вот как проходило исследование в четыре этапа:
- Исследователи собрали около 470 звонков слонов от 101 уникального звонящего и 117 принимающих в Национальном заповеднике Самбуру и Национальном парке Амбосели.
- Были разработаны алгоритмы машинного обучения, позволяющие обнаружить тонкие различия в структуре звонка и определить адресата на основе одних лишь акустических характеристик.
- Когда записанные разговоры воспроизводились, слоны демонстрировали сильную положительную реакцию на призывы, адресованные именно им, и менее выраженную - на призывы, предназначенные для других.
- Исследование длилось четыре года, включая 14 месяцев интенсивной полевой работы в Кении, в течение которых ученые следовали за слонами на автомобилях и записывали их вокальные сигналы.
Ученые CSU назвали слонов по именам, и слоны отозвались 🐘
Новаторское исследование, проведенное @WarnerCollege , @ste_kenya и @elephantvoices выяснилось, что дикие африканские слоны обращаются друг к другу по имени, что является редкой способностью среди нечеловеческих животных. pic.twitter.com/lMhmI0TBKs
- Университет штата Колорадо (@ColoradoStateU) 11 июня 2024 года
Ведущий автор Майкл Пардо объяснил одно из самых интригующих открытий исследования"Дельфины и попугаи называют друг друга по имени, имитируя сигнальный зов адресата. Напротив, наши данные свидетельствуют о том, что слоны не полагаются на имитацию позывов адресата при обращении друг к другу, что больше похоже на то, как работают человеческие имена".
В человеческом общении мы используем произвольные слова (имена) для обозначения конкретных людей. Эти имена не обязательно звучат так же, как человек, к которому они относятся, или описывают его характеристики.
Например, имя "Джон" по своей сути не похоже на самого Джона и не описывает его внешность. Вместо этого это произвольный ярлык, который мы договорились использовать для обозначения этого конкретного человека. Это необычное поведение, которое мы воспринимаем как должное.
Подобно тому, как люди общаются по имени, это исследование предполагает, что слоны используют отдельные вокализации в качестве "имен" для конкретных членов стада.
Очень важно, что эти вокализации не являются имитацией звуков, издаваемых человеком, к которому обращаются, что отличается от того, как общаются дельфины, попугаи и другие высокоинтеллектуальные животные.
Почему общение слонов и людей похоже
Джордж Виттемайер, профессор CSU, описано в блоге Университета штата Колорадо как это исследование иллюстрирует способность слонов к абстрактному мышлению и коммуникации.
"Вероятно, мы испытываем схожее давление, в значительной степени обусловленное сложными социальными взаимодействиями. Это одна из самых интересных вещей в этом исследовании; оно дает нам некоторое представление о возможных факторах, определяющих, почему у нас развились эти способности".
У людей больше общего с далекими видами, чем считала наука. Это дебаты, уходящие корнями в глубь веков.
Когда Чарльз Дарвин предложил свою теорию эволюции, критики яростно отрицали его сравнения между "человеком и животным".
Критики Дарвина осуждали идею "общего происхождения", утверждая, что у людей и животных мало общего и они развивались по-разному. Язык, в частности, считался в высшей степени специфическим для человека.
Фридрих Макс Мюллер, профессор лингвистики Оксфордского университета, однажды знаменито протестовал: "Язык - это Рубикон, разделяющий человека и зверя, и ни одно животное никогда не перейдет его... Наука о языке еще позволит нам противостоять крайним теориям дарвинистов и провести жесткую и быструю границу между человеком и животным".
Вопреки мнению Мюллера и других критиков Дарвина, сегодня у нас есть убедительные доказательства того, что общение человека и животных в некоторых видах схоже не просто случайно.
Вместо этого люди и другие животные, вероятно, разработали сложные, но схожие формы продвинутой коммуникации из-за их адаптивной ценности для навигации в социальных взаимодействиях и повышения выживаемости.
Продолжая изучать коммуникативные способности животных, мы, возможно, обнаружим еще больше доказательств, стирающих некогда различимые границы между общением людей и животных и проливающих свет на нашу общую эволюционную историю.
Практические последствия общения слонов с людьми
Последствия этого исследования имеют как практическое, так и научное значение.
Поскольку слоны сталкиваются с растущей угрозой браконьерства и потери среды обитания, понимание их сложной социальной жизни и когнитивных способностей может способствовать достижению целей сохранения природы.
Виттемайер предположил, что способность общаться со слонами может даже помочь предотвратить конфликты между людьми и слонами.
"Трудно жить со слонами, когда ты пытаешься разделить ландшафт, а они поедают посевы", - говорит он. Я бы хотел иметь возможность предупреждать их: "Не ходите сюда. Вас убьют, если вы сюда придете"".
Хотя это исследование представляет собой огромный прорыв в понимании познания и общения слонов, ученые признали, что необходимо получить гораздо больше данных, чтобы выделить конкретные имена в этих призывах и изучить, называют ли слоны также другие элементы окружающей среды, такие как пища, вода и местоположение.
Это манящий взгляд на нечеловеческий язык, о существовании которого мы знаем, но до недавнего времени не имели возможности понять.
Потенциал искусственного интеллекта в расшифровке коммуникации животных
Применение искусственного интеллекта для декодирования общения животных вызывает все больший интерес у исследователей.
До этого исследования слонов многочисленные инициативы изучали потенциал ИИ для понимания вокализации и поведения различных видов животных:
- Исследователи разработали алгоритм которая анализирует хрюканье свиней, чтобы определить, испытывает ли животное положительные или отрицательные эмоции.
- Алгоритм DeepSqueak оценивает уровень стресса грызунов по их ультразвуковым сигналам.
- Проект CETI (Инициатива по переводу китообразных) Цель проекта - использовать машинное обучение для расшифровки коммуникации кашалотов. Недавно исследователям удалось 20-минутная "беседа с китом через записи.
Однако лишь немногие проекты в этой области столь же амбициозны. как Проект "Виды Земли" (ESP) для общения между людьми и животными.
ESP надеется раскрыть секреты нечеловеческого языка и в конечном итоге напрямую общаться с животными, используя интерфейсы искусственного интеллекта, подобные ChatGPT.
Многие скептически относятся к тому, что ИИ сам по себе сможет разгадать сложности общения животных, однако стремительное развитие технологий ИИ и недавнее исследование слонов повышают перспективы ESP.
ESP хочет создать всеобъемлющую карту общения животных, разделяя перекрывающиеся звуки, генерируя новые призывы, чтобы вызвать ответную реакцию, и автоматически каталогизируя вокальные репертуары видов, среди прочих проектов.
В 2023 году проект получил грант в размере $1,2 млн от Фонда семьи Пола Г. Аллена из Сиэтла, который должен был поддержать разработку ESP мультимодальных моделей искусственного интеллекта.
Потенциальное применение исследований ESP очень велико: от помощи в сохранении исчезающих видов до углубления нашего понимания познания животных и социальных структур.
Например, как объяснил Виттемайер, расшифровка общения слонов может помочь природоохранникам отвадить их от сельскохозяйственных угодий.
Аналогичным образом, понимание сигналов китов может помочь в предотвращении столкновений судов и т.д.
Этические проблемы коммуникации между ИИ и животными
Несмотря на открывающиеся возможности, использование искусственного интеллекта для общения с животными вызывает ряд серьезных этических проблем.
В конце концов, люди, как и другие животные, разработали свои собственные схемы общения.
Есть некоторые общие черты - вы можете определить, чего хочет ваша собака или кошка, по ее звукам или выражению лица, - но животные не могут общаться универсально. Более того, даже очень родственные виды могут демонстрировать крайне разное коммуникативное поведение.
Действительно, вероятно, есть причина, по которой животные не могут свободно общаться между видами. По крайней мере, за пределами сигналов тревоги и других более простых форм общения. У животных есть своя экологическая ниша, и границы между представителями животного царства существуют для сохранения стабильности и порядка.
Каждый вид эволюционировал, чтобы воспринимать и взаимодействовать с миром уникальным образом, и их коммуникационные системы тонко настроены на их конкретные потребности и среду обитания.
ИИ может преодолеть эти биологические границы, и последствия этого непредсказуемы. A 2022 бумага В опубликованном в журнале AI Ethics исследовании подчеркивается необходимость того, чтобы разработчики ИИ и ученые выявляли и предотвращали потенциальный вред животным, а также ответственность сообщества за обеспечение этичного применения технологий ИИ.
Мы должны задуматься, имеем ли мы, люди, право преодолевать этот коммуникационный разрыв?
Что делать, если мы не можем правильно интерпретировать животных, или они не могут интерпретировать нас?
Как можно количественно оценить потенциальный психологический вред или нарушение естественных функций животных?
Простых ответов не существует.
Нарушение миллионов лет эволюции путем использования искусственного интеллекта для общения с животными может быть крайне рискованным, подобно редактированию генов и другим технологиям, которые изменяют саму ткань биологии.
Но, как показывает исследование слонов, использование искусственного интеллекта для общения с животными или, по крайней мере, для их лучшего понимания в целях безопасности имеет реальные, неоспоримые преимущества.
Достичь еще более глубокого общения с животными можно буквально в двух шагах.
