Як AI від Google розблоковує секрети спілкування дельфінів

Дельфіни відомі своєю інтелектом, складними соціальними поведінками та інтригуючими системами спілкування. Протягом років вчені та любителі тварин були зачаровані ідеєю, чи володіють дельфіни мовою, подібною до людської. Останнім часом штучний інтелект (AI) відкрив нові можливості для дослідження цього питання. Одним з найінновативніших розробок у цій галузі є співпраця між Google (GOOGL ) та проєктом Wild Dolphin Project (WDP) для створення DolphinGemma, моделі AI, призначеної для аналізу вокалізацій дельфінів. Ця розробка не тільки допоможе розшифрувати спілкування дельфінів, але й потенційно відкриє шлях для двосторонньої взаємодії з цими видатними істотами.

Роль AI у розумінні звуків дельфінів

Дельфіни спілкуються за допомогою комбінації кліків, свистків та рухів тіла. Ці звуки варіюються за частотою та інтенсивністю, що може сигналізувати про різні повідомлення залежно від соціального контексту, наприклад, під час полювання, спаровування чи взаємодії з іншими. Незважаючи на роки вивчення, повне розуміння цих сигналів виявилося складним завданням. Традиційні методи спостереження та аналізу не можуть впоратися з величезною кількістю даних, генерованих вокалізаціями дельфінів, що робить важким отримання висновків.

AI допомагає подолати цю перешкоду, використовуючи алгоритми машинного навчання та обробки природної мови (NLP) для аналізу великих обсягів даних про звуки дельфінів. Ці моделі можуть визначити закономірності та зв’язки у вокалізаціях, які виходять за межі можливостей людського вуха. AI може розрізняти різні типи звуків дельфінів, класифікувати їх за характеристиками та пов’язувати певні звуки з конкретними поведінками або емоційними станами. Наприклад, дослідники помітили, що певні свистки, здається, пов’язані з соціальною взаємодією, тоді як кліки зазвичай пов’язані з навігацією або ехолокацією.

Хоча AI має великий потенціал у розшифровці звуків дельфінів, збір і обробка великих обсягів даних з груп дельфінів та навчання моделей AI на такому великому наборі даних залишаються значними викликами. Для подолання цих викликів Google та WDP розробили DolphinGemma, модель AI, спеціально призначену для аналізу спілкування дельфінів. Модель тренується на великих наборах даних і може виявити складні закономірності у вокалізаціях дельфінів.

Розуміння DolphinGemma

DolphinGemma побудована на основі Gemma від Google, відкритої генеративної моделі AI з близько 400 мільйонами параметрів. DolphinGemma призначена для вивчення структури вокалізацій дельфінів та генерації нових звукових послідовностей, подібних до тих, які використовують дельфіни. Розроблена у співпраці з WDP та Georgia Tech, модель використовує набір даних вокалізацій атлантичних плямистих дельфінів, зібраних з 1985 року. Модель використовує технологію SoundStream від Google для токенізації цих звуків, що дозволяє їй передбачити наступний звук у послідовності. Як і мова моделі генерують текст, DolphinGemma передбачає звуки, які можуть зробити дельфіни, що допомагає їй визначити закономірності, які можуть представляти граматику чи синтаксис у спілкуванні дельфінів.

Ця модель навіть може генерувати нові звуки, подібні до тих, які використовує передбачувальний текст для запропонування наступного слова у реченні. Ця можливість може допомогти визначити правила, що керують спілкуванням дельфінів, та надати уявлення про те, чи утворюють їхні вокалізації структуровану мову.

DolphinGemma у дії

Що робить DolphinGemma особливо ефективною, це її здатність працювати на пристроях, таких як телефони Google Pixel, в реальному часі. Завдяки легкій архітектурі модель може працювати без потреби у дорогому спеціалізованому обладнанні. Дослідники можуть записувати звуки дельфінів безпосередньо на свої телефони та одразу ж аналізувати їх за допомогою DolphinGemma. Це робить технологію більш доступною та допомагає зменшити витрати на дослідження.

Крім того, DolphinGemma інтегрована у систему CHAT (Cetacean Hearing Augmentation Telemetry), яка дозволяє дослідникам відтворювати синтетичні звуки, подібні до тих, які використовують дельфіни, та спостерігати за реакціями. Це може привести до розробки спільної лексики, забезпечуючи двосторонню взаємодію між дельфінами та людьми.

Ширші наслідки та майбутні плани Google

Розробка DolphinGemma має значення не тільки для розуміння спілкування дельфінів, але й для просування вивчення когнітивних процесів та спілкування тварин. Розшифрування вокалізацій дельфінів може дати глибші уявлення про соціальні структури, пріоритети та процеси мислення дельфінів. Це не тільки покращить зусилля щодо збереження дельфінів, розуміючи їхні потреби та проблеми, але й має потенціал розширити наше знання про інтелект тварин та свідомість.

DolphinGemma є частиною ширшого руху, який використовує AI для дослідження спілкування тварин, з подібними зусиллями, спрямованими на види, такі як ворони, кити та сурикатів. Google планує випустити DolphinGemma як відкриту модель для дослідницької спільноти влітку 2025 року, з метою розширення її застосування до інших видів китоподібних, таких як бутленосі або спіннерські дельфіни, шляхом подальшого доопрацювання. Цей відкритий підхід заохочуватиме глобальну співпрацю у дослідженні спілкування тварин. Google також планує протестувати модель у полі під час майбутнього сезону, що може ще більше розширити наше розуміння атлантичних плямистих дельфінів.

Виклики та науковий скептицизм

Незважаючи на свій потенціал, DolphinGemma також стикається з кількома викликами. Океанічні записи часто впливають на фоновий шум, що робить аналіз звуків складним. Тад Старнер з Georgia Tech, дослідник, залучений до цього проєкту, зазначає, що більша частина даних містить фонові океанічні звуки, що вимагає передових методів фільтрації. Деякі дослідники також ставлять під сумнів, чи можна справді вважати спілкування дельфінів мовою. Наприклад, Арік Кершенбаум, зоолог, пропонує, що, на відміну від складної природи людської мови, вокалізації дельфінів можуть бути простішою системою сигналів. Теа Тейлор, директор проєкту Sussex Dolphin Project, висловлює занепокоєння щодо ризику непередбачуваної підготовки дельфінів до імітування звуків. Ці точки зору підкреслюють необхідність суворої перевірки та ретельної інтерпретації висновків, отриманих за допомогою AI.

Резюме

Дослідження Google щодо спілкування дельфінів за допомогою AI є новаторським зусиллям, яке наближає нас до розуміння складних способів, якими дельфіни взаємодіють між собою та зі своєю довкіллям. За допомогою штучного інтелекту дослідники виявляють приховані закономірності у звуках дельфінів, пропонуючи нові уявлення про їхні системи спілкування. Хоча залишаються виклики, прогрес, досягнутий на сьогодні, підкреслює потенціал AI у вивченні поведінки тварин. Коли це дослідження розвивається, воно може відкрити двері до нових можливостей у збереженні, вивченні когнітивних процесів тварин та взаємодії людини з тваринами. дельфінів, пропонуючи нові уявлення про їхні системи спілкування. Хоча залишаються виклики, прогрес, досягнутий на сьогодні, підкреслює потенціал AI у вивченні поведінки тварин. Як це дослідження розвивається, воно може відкрити двері до нових можливостей у збереженні, вивченні когнітивних процесів тварин та взаємодії людини з тваринами.