AI解码动物语言:从鲸鱼“密码”到大象“名字”
AI解码动物语言:从鲸鱼“密码”到大象“名字”
2025年,人工智能(AI)有望迎来一项重大突破:破解动物交流的密码。通过AI技术,科学家们正在逐步解读鲸鱼、大象等动物的叫声,揭示它们之间令人惊叹的交流方式。这项研究不仅让我们更接近理解动物的语言,也为保护濒危物种提供了新的可能。
AI解码动物交流:从科幻到现实
长期以来,人类一直梦想着能与动物进行交流。从《爱丽丝梦游仙境》中的会说话的猫,到《海底总动员》中能用“鲸语”对话的鱼,这些想象在某种程度上反映了人类对动物世界的无限好奇。如今,随着AI技术的发展,这个梦想正逐渐变为现实。
鲸鱼的“密码”:跨文化交流的奥秘
在加勒比海域,加拿大卡尔顿大学的鲸鱼生物学家 Shane Gero 和他的团队花了数年时间,收集了30多个鲸鱼家庭的数据。他们发现,鲸鱼会发出特定的声音来识别自己是家族的一员,而且不同地区的抹香鲸还有不同的“方言”,就像世界各地的人说英语时的口音差异。
抹香鲸发出的咔嗒声序列,称为“密码”(codas),每个由3-40个咔嗒声组成,用于与其他鲸鱼保持联系。在海面不需要回声定位时,鲸鱼就会使用这些密码进行社交。Gero 和其他研究人员发现,鲸鱼会聚集成所谓的“族群”,每个族群都有独特的饮食、社会行为和栖息地使用方式,并通过密码的节奏来区分彼此的方言。
AI技术的引入大大加速了研究进程。研究人员收集了8,719个尾声的数据集,在AI的帮助下发现了“抹香鲸音标”,作为鲸鱼之间共享复杂信息的基础。机器学习算法不仅能够快速分析鲸鱼的叫声,还能识别出每个声音来自哪只鲸鱼。AI帮助研究人员发现,鲸鱼通过调整咔嗒声之间的间隔(称为“rubato”)和偶尔添加一个咔嗒声(称为“装饰音”)来产生大量不同的密码。
大象的“名字”:社交网络中的个体识别
在非洲草原上,行为生态学家 Mickey Pardo 和他的同事们使用机器学习发现,野生非洲象似乎也有“名字”。它们会用特定的叫声来称呼其他大象。研究人员训练了一个机器学习模型来识别这些叫声,并发现计算机能够正确匹配叫声和接收者27.5%的时间。
更有趣的是,Pardo 还发现肯尼亚两个象群的叫声存在明显的 vocal 差异。这对比结果对于保护工作具有重要参考价值。如果能够通过被动声学监测(在周围放置麦克风)来了解特定的象群,就可以帮助保护者判断某个群体的数量是在增长还是在减少。
筠猴的“词汇”:语言进化的线索
在以色列希伯来大学,神经学家 David Omer 的团队发现,筠猴(Callithrix jacchus)能够通过名字相互交流,并且知道自己正在被呼唤。这些猴子通过被称为“phee 叫声”的特定叫声来彼此呼唤,科学家称这是一种“高认知”行为模式,此前仅在人类、海豚和大象中观察到。
研究团队记录了成对狨猴之间的自然对话,发现这些动物能够辨别何时被召唤,并在这些情况下更准确地做出反应。更令人惊讶的是,这种学习模式在没有血缘关系的成年狨猴身上也能得以发现,这意味着它们从同一群体的其他成员那里学习声音标签和方言。
技术挑战与未来展望
尽管AI在动物交流研究中展现出巨大潜力,但科学家们也清醒地认识到,AI并不是解决所有问题的“魔法棒”。加州大学圣克鲁兹分校的动物行为生态学家 Caroline Casey 指出,高质量的实地工作仍然是必不可少的,AI不能取代细致的现场观察和实验。
目前,现代的机器学习方法依赖大量的数据集,但高质量的动物声音数据一直难以获得。与 ChatGPT 等大型语言模型使用的互联网文本数据相比,动物交流研究可用的数据集仍然有限。此外,人类语言的解释依赖于共同的语法和语义规则,而解读动物的叫声却充满了不确定性。
尽管如此,AI在动物交流研究中的应用前景仍然令人兴奋。Earth Species Project 的 AI 研究主管 Olivier Pietquin 正在尝试使用神经网络来解码动物的交流。他的团队已经开发了一个名为 Voxaboxen 的神经网络,用于研究乌鸦的交流。
这些研究不仅让我们更接近理解动物的语言,也为保护濒危物种和研究动物智能奠定了基础。正如 Gero 所说,如果科学家能够证明动物拥有这样的语言,那么他们就可以尝试找出如何与它们交流的方法。即使直接交流仍然遥不可及,许多参与这项研究的科学家仍将改善保护工作作为主要目标。展示动物拥有自己的思维可以增加人们对它们的同情。Gero 希望通过了解鲸鱼的需求,可以重新规划船只航线以避免碰撞。Pardo 则希望了解大象对人类对待它们的方式的感受。
正如一位研究人员所说:“如果有一天,我们能听到动物们用自己的话说‘嘿,别再杀我们了’,也许人们真的会停止这样做。”虽然这听起来像是一个遥远的梦想,但随着AI技术的不断发展,我们离实现这个梦想或许已经不再那么遥远。