Kredyty obrazkowe: James RD Scott / Getty Images

Naukowcy z MIT CSAIL i Projektu CETI uważają, że udało im się odblokować rodzaj „alfabetu” kaszalota za pomocą technologii uczenia maszynowego. Wyniki badania, które opublikowano pod tytułem „Struktura kontekstowa i kombinatoryczna w wokalizacjach kaszalotów”, wskazują na kluczowe przełomy w naszym rozumieniu komunikacji waleni.

Badanie dotyczy kodów – serii kliknięć spełniających różne funkcje językowe. „Odkryliśmy, że istnieją wcześniej nieopisane różnice w strukturze kodów” – powiedziała TechCrunch dyrektor CSAIL, Daniela Rus. „Odkryliśmy, że typy kodów nie są arbitralne, ale raczej tworzą nowo odkryty kombinatoryczny system kodowania”.

Chociaż wokalizacja wielorybów jest kluczowym przedmiotem badań od dziesięcioleci, zespoły stojące za tymi nowymi badaniami sugerują, że odkryły poziom nieznanych wcześniej niuansów wśród gadatliwych ssaków morskich. W artykule zauważono, że w poprzednich badaniach odnotowano 150 różnych kodów kaszalotów.

„Wykazano, że część z nich koduje informacje o tożsamości dzwoniącego i klanu” – wyjaśnia. „Jednak prawie wszystko inne na temat systemu komunikacji kaszalotów, w tym podstawowe pytania dotyczące jego struktury i zdolności do przenoszenia informacji, pozostaje nieznane”.

Zespoły wykorzystały prace Rogera Payne’a, pioniera biologa morskiego, który zmarł w czerwcu ubiegłego roku. Najbardziej wpływowym dziełem Payne’a były pieśni humbaków. „Naprawdę zainspirował nas do wykorzystania naszych najbardziej zaawansowanych technologii i głębszego zrozumienia wielorybów” – mówi Rus.

Zespoły wdrożyły rozwiązania w zakresie uczenia maszynowego, aby przeanalizować zbiór danych obejmujący 8719 kodów kaszalotów zebranych przez badacza Shane’a Gero u wybrzeży małej wyspy Dominiki na wschodnich Karaibach.

„Otrzymywaliśmy dane wejściowe, a następnie dostosowywaliśmy nasze uczenie maszynowe, aby lepiej wizualizować i rozumieć więcej” – wyjaśnia Rus. „A potem analizowaliśmy wyniki z biologiem”.

Metoda zespołu oznaczała zmianę w stosunku do starszych analiz, w których badano poszczególne kody. Bogatszy obraz powstaje, gdy dźwięki bada się w kontekście, takim jak wymiana zdań między wielorybami. Szczegóły kontekstowe są klasyfikowane przy użyciu terminologii muzycznej. Obejmuje to tempo, rytm, ozdoby i rubato. Stamtąd zespół wyodrębnił alfabet fonetyczny kaszalota.

„Ten alfabet fonetyczny umożliwia systematyczne wyjaśnianie obserwowanej zmienności w strukturze kodów” – mówi Rus. „Wierzymy, że jest to możliwe, że jest to pierwszy przypadek poza językiem ludzkim, w którym komunikacja stanowi przykład językowej koncepcji dualności wzorców. Odnosi się to do zbioru indywidualnie pozbawionych znaczenia elementów, które można połączyć w większe, znaczące jednostki, coś w rodzaju łączenia sylab w słowa.

Znaczenie tych „słów” nabiera różnych znaczeń w zależności od kontekstu. Gazeta dodaje:

Nasze wyniki pokazują, że wokalizacje kaszalotów tworzą złożony kombinatoryczny system komunikacji: pozornie arbitralny spis typów kodów można wyjaśnić kombinacjami cech rytmu, tempa, rubato i zdobnictwa. Duże kombinatoryczne systemy wokalizacji są z natury niezwykle rzadkie; jednakże ich użycie przez kaszaloty pokazuje, że nie są one wyłącznie ludźmi i mogą wynikać z radykalnie różnych nacisków fizjologicznych, ekologicznych i społecznych.

Chociaż przełom jest ekscytujący dla wszystkich zaangażowanych, nadal pozostaje wiele do zrobienia, najpierw w przypadku kaszalotów, a następnie potencjalnie rozszerzy się na inne gatunki, takie jak humbaki.

„Zdecydowaliśmy się zbadać kaszaloty, ponieważ dysponowaliśmy obszernym zbiorem danych i mamy możliwość zebrania znacznie większej ich liczby” – mówi Rus. „Ponadto, ponieważ kliknięcia tworzą rodzaj dyskretnego systemu komunikacji, znacznie łatwiej jest go analizować niż ciągły system komunikacji. Ale nawet praca Rogera Payne’a pokazała, że ​​pieśni humbaków nie są przypadkowe. Są segmenty, które się powtarzają i mają tam ciekawą strukturę. Po prostu nie udało nam się przeprowadzić dogłębnych badań.