Forskare använde AI för att upptäcka att afrikanska elefanter använder unika vokaliseringar, som liknar namn, för att ropa ut och identifiera specifika medlemmar i sin flock.
Den studiesom publiceras i tidskriften Nature Ecology and Evolution, ger belägg för att elefanter har komplexa kommunikationsförmågor som tidigare ansetts vara förbehållna människor och några få andra arter.
Det gemensamma forskningsteamet, bestående av experter från Colorado State University (CSU), Rädda elefanterna, och ElefantRöster, använde maskininlärningstekniker (ML) för att analysera elefantsamtal som spelats in under fyra år i Kenya.
Genom att träna sin AI-modell på dessa sånger bekräftade forskarna att samtalen innehöll distinkta komponenter som fungerade som namn för enskilda elefanter.
Så här gick studien till i fyra steg:
- Forskarna samlade in cirka 470 elefantrop från 101 unika ropare och 117 mottagare i Samburu National Reserve och Amboseli National Park.
- Algoritmer för maskininlärning utvecklades för att upptäcka subtila skillnader i samtalsstrukturen och identifiera den avsedda mottagaren baserat på enbart akustiska egenskaper.
- När de inspelade samtalen spelades upp visade elefanterna starka positiva reaktioner på samtal som var specifikt riktade till dem, medan de reagerade mindre på samtal som var avsedda för andra.
- Studien sträckte sig över fyra år, inklusive 14 månaders intensivt fältarbete i Kenya, under vilket forskarna följde elefanter i fordon och registrerade deras läten.
CSU-forskare har kallat elefanter vid deras namn, och elefanterna har ringt tillbaka 🐘
En banbrytande studie från @WarnerCollege , @ste_kenya och @elephantvoices avslöjade att vilda afrikanska elefanter tilltalar varandra med namnliknande anrop, en sällsynt förmåga bland icke-mänskliga djur. pic.twitter.com/lMhmI0TBKs
- Colorado State University (@ColoradoStateU) 11 juni 2024
Huvudförfattare Michael Pardo förklarade en av studiens mest spännande upptäckter"Delfiner och papegojor tilltalar varandra med "namn" genom att imitera mottagarens signaturläte. Däremot tyder våra data på att elefanter inte förlitar sig på imitation av mottagarens samtal för att adressera varandra, vilket är mer likt det sätt på vilket mänskliga namn fungerar."
I mänsklig kommunikation använder vi godtyckliga ord (namn) för att referera till specifika individer. Dessa namn låter inte nödvändigtvis som den person de hänvisar till eller beskriver deras egenskaper.
Namnet "John" låter till exempel inte som personen John och beskriver inte heller hur han ser ut. Istället är det en godtycklig etikett som vi har kommit överens om att använda för att referera till den specifika individen. Det är ett ovanligt beteende som vi tar för givet.
På samma sätt som människor kommunicerar med namn, tyder denna studie på att elefanter använder distinkta vokaliseringar som "namn" för specifika flockmedlemmar.
Avgörande är att dessa vokaliseringar inte verkar vara imitationer av ljuden från den individ som tilltalas, vilket skiljer sig från hur delfiner, papegojor och andra mycket intelligenta djur kommunicerar.
Varför elefanters och människors kommunikation liknar varandra
George Wittemyer, professor vid CSU, beskrivs i ett blogginlägg från Colorado State University hur denna studie illustrerar elefanternas förmåga till abstrakt tänkande och kommunikation.
"Det är förmodligen så att vi utsätts för liknande påfrestningar, till stor del från komplexa sociala interaktioner. Det är en av de spännande sakerna med den här studien; den ger oss en inblick i möjliga drivkrafter bakom varför vi har utvecklat dessa förmågor."
Människan har mer gemensamt med avlägsna arter än vad vetenskapen en gång trodde. Det är en debatt som går tillbaka århundraden.
När Charles Darwin lade fram sin evolutionsteori förnekade kritikerna häftigt hans jämförelser mellan "människa och djur".
Darwins kritiker kritiserade idén om "gemensam härstamning" och hävdade att människor och djur hade lite gemensamt och utvecklades på olika sätt. I synnerhet språket ansågs vara mycket speciellt för människan.
Friederich Max Müller, professor i lingvistik vid Oxford University, en gång i tiden protesterade som bekant: "Språket är Rubicon som skiljer människan från djuret, och inget djur kommer någonsin att korsa det ... språkvetenskapen kommer ännu att göra det möjligt för oss att motstå Darwinisternas extrema teorier och att dra en hård och fast linje mellan människa och djur."
I motsats till Müller och Darwins andra kritiker har vi nu starka bevis för att kommunikation mellan människor och djur hos vissa arter liknar varandra på ett sätt som inte bara är tillfälligt.
Istället har människor och andra djur sannolikt utvecklat komplexa men likartade former av avancerad kommunikation på grund av deras anpassningsvärde för att navigera i sociala interaktioner och förbättra överlevnaden.
I takt med att vi fortsätter att utforska djurens kommunikativa förmågor kan vi komma att upptäcka ännu fler bevis som suddar ut de tidigare tydliga gränserna mellan människors och djurs kommunikation och kastar ljus över vår gemensamma evolutionära historia.
De praktiska konsekvenserna av kommunikation mellan elefant och människa
Konsekvenserna av denna studie är såväl praktiska som vetenskapligt intressanta.
Elefanter står inför allt större hot från tjuvjakt och förlust av livsmiljöer, och insikter om deras komplexa sociala liv och kognitiva förmågor kan förbättra bevarandemålen.
Wittemyer föreslog att förmågan att kommunicera med elefanter till och med skulle kunna bidra till att förebygga konflikter mellan människor och elefanter.
"Det är svårt att leva med elefanter när man försöker dela ett landskap och de äter upp grödorna", säger han. "Jag skulle vilja kunna varna dem: 'Kom inte hit. Du kommer att bli dödad om du kommer hit."
Även om denna studie utgör ett stort genombrott i förståelsen av elefanters kognition och kommunikation, erkände forskarna att det behövs mycket mer data för att isolera de specifika namnen i samtalen och undersöka om elefanter också namnger andra delar av sin miljö, till exempel mat, vatten och platser.
Det är en spännande inblick i ett icke-mänskligt språk som vi vet existerar, men som vi inte har haft möjlighet att förstå förrän helt nyligen.
AI:s potential för att avkoda djurs kommunikation
Att tillämpa AI för att avkoda djurkommunikation har varit ett växande intresseområde bland forskare.
Före den här elefantstudien har många initiativ utforskat potentialen hos AI för att förstå olika arters läten och beteenden:
- Forskarna utvecklade en algoritm som analyserar grisarnas grymtningar för att avgöra om djuret upplever positiva eller negativa känslor.
- DeepSqueak-algoritmen bedömer stressnivån hos gnagare baserat på deras ultraljudsläten.
- Projekt CETI (Cetacean Translation Initiative) syftar till att använda maskininlärning för att dechiffrera kaskelotvalars kommunikation. Forskare hade nyligen en 20 minuters "samtal med en val genom inspelningar.
Det är dock få projekt inom detta område som är så ambitiösa som Projekt för jordens arter (ESP) för kommunikation mellan människa och djur.
ESP hoppas kunna avslöja hemligheterna med språk som inte är mänskliga och så småningom kommunicera direkt med djur med hjälp av AI-gränssnitt som ChatGPT.
Många är skeptiska till att AI ensamt ska kunna lösa komplexiteten i djurens kommunikation, men den snabba utvecklingen av AI-tekniken och den senaste elefantstudien stärker ESP:s framtidsutsikter.
ESP vill bland annat skapa en omfattande karta över djurens kommunikation genom att skilja på överlappande djurljud, generera nya rop för att framkalla svar och automatiskt katalogisera arternas vokala repertoarer.
År 2023 fick projektet stöd av ett bidrag på $1,2 miljoner från den Seattle-baserade Paul G. Allen Family Foundation, med avsikt att stödja ESP:s utveckling av multimodala AI-modeller.
De potentiella tillämpningarna av ESP:s forskning är enorma och sträcker sig från att hjälpa till att bevara utrotningshotade arter till att fördjupa vår förståelse för djurs kognition och sociala strukturer.
Som Wittemyer förklarade kan till exempel avkodning av elefanternas kommunikation hjälpa naturvårdare att få bort dem från jordbruksmark.
På samma sätt kan förståelse av valarnas läten bidra till att förhindra fartygskollisioner etc.
Etiska problem med kommunikation mellan AI och djur
Trots dessa möjligheter väcker användningen av AI för att kommunicera med djur en rad etiska frågor.
Människor, liksom andra djur, har trots allt utvecklat sina egna distinkta kommunikationssystem.
Det finns en viss korsbefruktning - du kanske kan se vad din hund eller katt vill genom dess ljud eller ansiktsuttryck - men djur kan inte kommunicera universellt. Faktum är att även mycket närbesläktade arter kan uppvisa extremt differentierade kommunikativa beteenden.
Det finns förmodligen en anledning till att djur inte kan kommunicera fritt mellan olika arter. Åtminstone inte utöver larmsignaler och andra mer grundläggande former av kommunikation. Djur har en ekologisk nisch, och gränser mellan djurriket finns för att bevara stabilitet och ordning.
Varje art har utvecklats för att uppfatta och interagera med världen på ett unikt sätt, och deras kommunikationssystem är finjusterade efter deras specifika behov och miljöer.
AI kan tränga igenom de biologiska gränserna, och konsekvenserna är oförutsägbara. A 2022 papper som publicerades i tidskriften AI Ethics framhävde behovet av att AI-utvecklare och forskare identifierar och förhindrar potentiell skada på djur, och betonade samhällets ansvar för att säkerställa en etisk tillämpning av AI-teknik.
Vi måste fundera på om vi människor har rätt att överträda denna kommunikativa klyfta.
Vad händer om vi inte lyckas tolka djuren rätt, eller om de inte lyckas tolka oss?
Hur kan vi kvantifiera potentiell psykologisk skada eller störning av djurens naturliga funktioner?
Det finns inga enkla svar.
Att bryta miljontals år av evolution genom att använda AI för att kommunicera med djur kan vara extremt riskabelt, i likhet med genredigering och andra tekniker som förändrar själva biologins struktur.
Men som den här elefantstudien visar finns det verkliga, övertygande fördelar med att använda AI för att kommunicera med djur, eller åtminstone bättre förstå dem för deras säkerhets skull.
Att uppnå en ännu djupare kommunikation med djur känns bara ett stenkast bort.
