قد تكون الحيتان مفتاحًا لتدريب الذكاء الاصطناعي للاتصال الأول

ظهرت أولى الحيتان في شكل مختلف عما نعرفه اليوم قبل ما يقرب من 50 مليون سنة. بالمقابل، التطورات الضخمة التي نراها حول الذكاء الاصطناعي اليوم ربما تكون السمة الأكثر حداثة في عصرنا. إن التقاء هذين العنصرين يعكس التقدم العلمي والتكنولوجي الواسع الذي حققناه عبر حضارتنا. نظرًا لأن الخبر قد يبدو مذهلاً لا يصدق – في البداية – يجب أن نبدأ بفك شفرته بأقصى قدر ممكن. 

انقر هنا لتتعرف على كل شيء حول الاستثمار في الذكاء الاصطناعي.

الحيتان والاتصال بالذكاء غير البشري

فريق من العلماء من معهد SETI، جامعة كاليفورنيا دافيس، ومؤسسة حيتان ألاسكا يدرسون اتصالات الحيتان الحدباء. يهدفون إلى تطوير مرشحات ذكاء يمكن أن تساعد في البحث عن الذكاء خارج الأرض. 

حقق الفريق نجاحًا كبيرًا عندما استجابت حوتة تُدعى توين للنداء ‘الاتصال’ الذي شغله العلماء في البحر عبر مكبر صوت تحت الماء. تم نمذجة نداء الاتصال بأسلوب حواري يشبه ‘إشارة التحية’ الخاصة بالحيتان. استمرت المبادلة لمدة 20 دقيقة، واستجابت الحوتة لكل نداء تم تشغيله، مطابقةً الفروقات الزمنية بين كل إشارة. 

أهمية الدراسة

وفقًا لبريندا ماكووان، المؤلفة الرئيسية في جامعة كاليفورنيا دافيس، يُعتقد أن هذه هي “أول تبادل تواصلي من هذا النوع بين البشر وحيتات الحدباء بلغة الحدباء”. 

وفقًا للدكتور فريد شايب، المؤلف المشارك للدراسة:

“الحيتان الحدباء ذكية للغاية، لديها أنظمة اجتماعية معقدة، تصنع أدوات – شباك من الفقاعات لصيد الأسماك – وتتواصل بشكل واسع عبر الأغاني والنداءات الاجتماعية.” 

تكمن أهمية الدراسة في أن هذه كانت المرة الأولى التي يمكن فيها إقامة تواصل بين إنسان وكائن غير بشري ذكي وهو جزء من نظام اجتماعي معقد. 

ورقة البحث استشهدت بخصائص أسلوب تواصل الحيتان الحدباء تجعلها أكثر أهمية كنقطة دخول محتملة لتدريب الذكاء الاصطناعي للاتصال الأول. 

• يحتوي دماغ الحوت الحدباء على قشرة سمعية كبيرة ومجموعات من الخلايا العصبية المخروطية.
• تعتقد الأبحاث أن القدرات الذهنية المبهرة ربما تدعم “القدرة الصوتية الفائقة” للحوت الحدباء.
• إنجازات الحوت الحدباء الصوتية لا تقتصر على الأصوات والنداءات العشوائية. بل تشمل أغاني طويلة، إيقاعية، ومتطورة باستمرار. 
• مثل البشر، تشمل أغنية الحوت الحدباء استخدام نطاق تردد مشابه يتألف من عناصر صوتية وغير صوتية، مع صمت يقطع الأصوات ذات المدة المتغيرة. 

جعلت هذه الخصائص الباحثين يعتقدون أن تنوع الإشارات التي يمكن أن ينتجها الحوت يُعد مؤشرًا رئيسيًا على مرونته السلوكية – وبالتالي – يمكن أن يوفر فرصة ممتازة لاختبار تقنيات التفاعل مع ذكاء غير بشري محتمل. 

لطالما كان إقامة الاتصالات الأولى موضوعًا يثير اهتمام الباحثين. ناشونال جيوغرافيك تعرف الاتصال الأول بأنه “اللقاء الأول بين ثقافات لم تكن على علم ببعضها البعض من قبل”. 

العالم كما نراه اليوم مبني على ثقافة واحدة، لها لغتها وعاداتها الاجتماعية، تنتقل إلى مكان جديد وتختلط مع الناس الذين يعيشون هناك بمجموعة أخرى من اللغات والعادات. على سبيل المثال، في الأمريكتين، يشير الاتصال الأول إلى عندما تواصل السكان الأصليون للأرض مع الأوروبيين في القرنين السادس عشر والسابع عشر. 

كان إقامة الاتصال الأول حتى الآن عملية تستغرق وقتًا طويلاً ومجهدة لأنها تتطلب تعلم إشارات جديدة – لفظية، جسدية، ومكتوبة. يتضمن تعلم هذه الإشارات أو أنماط التواصل أيضًا توثيقها، اكتشاف الأنماط داخلها، إعادة إنتاجها لكي يفهمها الكائن الأجنبي ويفسرها، وأكثر من ذلك. 

لطالما كان العلماء مهتمين باستخدام التكنولوجيا للتواصل مع المجهول، والذكاء الاصطناعي هو الإضافة الأخيرة إلى هذا الجهد.

استخدام الذكاء الاصطناعي للتحدث إلى غير البشر

وفقًا لكارين باكر، أستاذة في جامعة كولومبيا البريطانية وزميلة في معهد رادكليف للدراسات المتقدمة:

“نحتاج إلى فهم التواصل غير البشري وفقًا لشروطه الخاصة.”

أدت الجهود نحو هذا الهدف إلى ولادة مجال “الصوتيات الرقمية الحيوية” الذي يدرس كيف يمكن للذكاء الاصطناعي وأجهزة الاستشعار المتطورة المساعدة في مراقبة وفك شفرة كيفية مشاركة مجموعة متنوعة من الأنواع، بما في ذلك النباتات، للمعلومات بطريقتها الخاصة. 

مقابلة بين كارين باكر ومجلة Scientific American قدمت تفاصيل حول كيفية مساعدة التكنولوجيا في التواصل مع النحل. 

التواصل مع النحل

قادت الأبحاث ذات الصلة تيم لانغدراف من جامعة فريه في برلين. نجحت في نشر الحواسيب وخوارزميات التعلم العميق لتتبع نطق النحل لبعضه البعض من خلال حركات أجسامهم وكذلك الأصوات. 

كانت النتائج الإيجابية نتيجة للجمع الحكيم بين رؤية الحاسوب ومعالجة اللغة الطبيعية. أفاد الباحثون أنهم أتقنوا خوارزميات لتتبع النحل الفردي وتأثير تواصل نحل واحد على نحل آخر. 

ثم قام لانغدراف بترميز هذه المعلومات في روبوت، سمي RoboBee. صمم سبعة أو ثمانية نماذج أولية ليخرج في النهاية بـ “نحلة” يمكنها دخول الخلية وإصدار أوامر يلتزم بها النحل. أدى ذلك إلى إدماج روبوتي يتجاوز فكرة إقامة “الاتصال الأول” مع نحلة تصدر أوامر، تخبر النحلة متى تتوقف، وأكثر. 

تم اتخاذ جهود مماثلة، نموذجية حول استخدام الذكاء الاصطناعي للتواصل غير البشري، في أماكن أخرى من العالم أيضًا. على سبيل المثال، مشروع Earth Species هو منظمة غير ربحية مكرسة لاستخدام الذكاء الاصطناعي لفك شفرة التواصل غير البشري. 

1. Earth Species Project

كانت الرؤية الدافعة لمشروع Earth Species هي الاستفادة من التعلم الآلي الحديث لبناء تمثيلات دلالية قوية للغة يمكننا استخدامها لفتح التواصل مع الأنواع الأخرى. لقد حقق المشروع عدة محاولات ناجحة لفهم كيفية تفاعل غير البشر حتى الآن. 

على سبيل المثال، مشروع Crow Vocal Repertoire، شارك فيه كبار علماء أبحاث الذكاء الاصطناعي لتخطيط مجموعات الأصوات لنوعين من الغربان. كان هدف المشروع فهم دور التواصل الصوتي في تنسيق المجموعة. كان الباحثون يعتقدون أن تخطيط مجموعات الأصوات للغربان الهاوايية وغربان الجيفة قد يساعد في كشف التعقيدات الثقافية والسلوكية الضرورية لتخطيط استراتيجيات محادثة غير بشرية فعّالة. 

مجموعة أخرى من كبار علماء أبحاث الذكاء الاصطناعي المشاركين في مشروع اكتشاف الإثنوغرافيا ذاتية الإشراف يعملون على طرق ذاتية الإشراف لتفسير البيانات المجمعة من العلامات المثبتة على الحيوانات، المعروفة باسم السجلات الحيوية. تساعد السجلات الحيوية العلماء على تسجيل حركات الحيوان والحصول على صوت وصورة من منظور الحيوان. 

الصوتيات الحيوية هي شيء تعمل به العديد من المنظمات الكبيرة أيضًا. مايكروسوفت مثال على ذلك. 

2. Microsoft Research Working on BioAcoustics

تركز جهود الصوتيات الحيوية في Microsoft (MSFT ) Research على الاستفادة من الذكاء الاصطناعي لمعالجة تسجيلات صوتية لأنواع متعددة. يدرسون ويستكشفون جوانب مختلفة من إنتاج الصوت، وانتشاره، واستقباله لدى الحيوانات.

في أحد مشاريعه، يستكشف مختبر Microsoft Research مجموعات نداءات لعدة أنواع حيوانية. يطور نماذج تعلم ذاتي تساعد على استكشاف مجموعات نداءات حيوانية إما من أنواع مختلفة أو تحتوي على أنماط مختلفة من نداءات نفس النوع. 

مشروع آخر من Microsoft Research يبتكر منصة تحليل صوتية حيوية تلقائية تُدعى Akoustos. تهدف منصة التحليل إلى مساعدة منظمات الحفظ والباحثين في التعليق الصوتي والتحليل التلقائي باستخدام تقنيات التعلم الآلي. ستمكن المستخدمين من رفع ملفات صوتية وعلامات مصاحبة إلى المنصة. كما ستكون المنصة قادرة على معالجة البيانات الصوتية تلقائيًا وبناء نماذج تعلم آلي معقدة. 

مشروع آخر من Microsoft Research، بعنوان “استخدام الصوتيات الحيوية لتصنيف متعدد الأنواع”، يقيم الشبكات العصبية التلافيفية العميقة لتصنيف نداءات 24 نوعًا من الطيور والبرمائيات. 

في السنة المالية 2022، أعلنت مايكروسوفت عن إيرادات قدرها 198 مليار دولار أمريكي ودخل تشغيلي قدره 83 مليار دولار أمريكي. كانت هذه المرة الأولى التي يتجاوز فيها سحابة مايكروسوفت إيرادات سنوية قدرها 100 مليار دولار.

في عام 2022، قدمت مايكروسوفت 3.2 مليار دولار من التكنولوجيا المتبرع بها والمخفضة إلى 302,000 منظمة غير ربحية تخدم أكثر من 1.2 مليار شخص عالميًا. 

3. Google AI for Social Good

لقد مرت ما يقرب من أربع سنوات منذ أن أنشأت فريق الصوتيات الحيوية في Google AI for Social Good نموذج تعلم آلي يساعد المجتمع العلمي على اكتشاف أصوات الحيتان الحدباء باستخدام تسجيلات صوتية. طورت جوجل هذه الأداة بالتعاون مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي لمساعدة علماء الأحياء في دراسة سلوكيات الحيتان، أنماطها، أعدادها، وتفاعلاتها المحتملة مع البشر. 

تم تطوير المشروع وفقًا لـ مبادئ الذكاء الاصطناعي في جوجل، التي “تدرك أن التقنيات المتقدمة يمكن أن تثير تحديات مهمة يجب معالجتها بوضوح، وتفكير، وإيجابية.”

تمكن مشروع جوجل المستخدمين من الاستفادة من الذكاء الاصطناعي لاستكشاف آلاف الساعات من أغاني الحيتان الحدباء وإجراء اكتشافاتهم الخاصة باستخدام Pattern Radio. 

شركة Alphabet (GOOG ) ، الشركة الأم لجوجل، سجلت إيرادات قدرها 76.69 مليار دولار أمريكي للربع المنتهي في 30 سبتمبر 2023. بلغ صافي الدخل للربع ما يقرب من 20 مليار دولار، مع ربحية مخففة للسهم بقيمة 1.55 دولار. 

4. Arbimon by Rainforest Connection

قامت منظمة Rainforest Connection غير الربحية لتقنية الحفظ بتطوير منصة تحليل صوتية عبر الإنترنت تُدعى Arbimon. الهدف هو جعل تحليل بيانات الصوتيات الحيوية أسهل وأكثر وصولًا. 

Arbimon هي منصة مجانية عبر الإنترنت. يمكن للعلماء والبيئيين استخدامها لرفع بياناتهم الصوتية وتحليلها بأكثر الطرق تقدمًا. تزود المنصة المستخدمين بأدوات لاكتشاف الأصوات من البيانات الصوتية وتجميعها بناءً على النطاق، التردد، وعوامل أخرى مشابهة. 

باستخدام Arbimon، سيكون من الممكن معالجة 10,000 ملف في بضع ثوانٍ. ووفقًا لبورهان ياسين، الرئيس التنفيذي لشركة Rainforest Connection:

“صُممت المنصة خصيصًا لسد الفجوة بين البحث والحفظ حتى نتمكن من الوصول إلى مرحلة يمكننا فيها دفع إجراءات الحفظ على الأرض.” 

مع استمرار جمع المزيد من البيانات، تخطط Arbimon لبدء رسم خريطة ما يبدو عليه التنوع البيولوجي على مستوى شامل. كل بضعة أيام، تضيف Arbimon ما بين 2 و 3 ملايين تسجيل. يستغرق جمع هذه الكمية من البيانات سنوات للمعاهد البحثية. 

المنصة الآن لديها أكثر من 114 مليون تسجيل تم رفعها، مع حوالي 3,000 عالم يستخدمونها أو يستخدمونها. 

مقرها في كاتي، تكساس، الولايات المتحدة، Rainforest Corporation هي منظمة غير ربحية. حصلت على منح بقيمة 500,000 دولار من مؤسسة باتريك ج. ماكغوفرن في 20 ديسمبر 2023. 

5. Bioacoustic AI Consortium

يمتد هذا التحالف القائم على البحث عبر ثماني دول وعشرة مشاريع دكتوراه. يضم 23 باحثًا متمرسًا، تسع جامعات/معاهد بحثية، متحفين، 5 شركات صغيرة ومتوسطة، 3 منظمات غير حكومية، ومنظمة حكومية واحدة. 

رؤية أو هدف التحالف هو “فهم أصوات الحيوانات باستخدام الذكاء الاصطناعي”. على المستوى الوظيفي، يطور برنامج البحث في التحالف طرقًا جديدة للذكاء الاصطناعي للصوت مباشرة ضمن سياق مراقبة الحياة البرية الصوتية. يعتقد المشروع أن فهم الحيوانات بشكل أفضل سيساعد في حماية التنوع البيولوجي، ويمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في مراقبة مجموعة متنوعة من الأنواع. 

يسعى التحالف إلى تطوير صيغ مهام ذكاء اصطناعي من الدرجة الأولى المناسبة للقيود الخاصة بمهام مراقبة الحياة البرية، بما في ذلك مراقبة الطيور والثدييات الصعبة الاكتشاف في المشاهد الصوتية الأوروبية والاستوائية. ستساعد تقنيات الذكاء الاصطناعي في ربط أصوات الحيوانات بالهيكل الاجتماعي والسلوكي لحياة الحيوانات.

الاتصال الأول القائم على الذكاء الاصطناعي من أجل الخير

لقد كان السعي لاكتشاف المجهول دائمًا القوة الدافعة لإنشاء قاعدة المعرفة الواسعة للحضارة البشرية عبر الزمن. الذكاء الاصطناعي يسرّع وتيرة تقدمنا نحو فك شيفرة الإشارات واللغات غير المعروفة سابقًا. سيساعد بناء علاقات مع الكائنات غير البشرية على تعزيز فهمنا لها، مما يؤدي إلى حماية أكثر فعالية. مع تحول التنوع البيولوجي والاستدامة إلى أولويات عالمية، فقد حان الوقت تقريبًا للاستفادة من الثروة الهائلة من المعرفة المتاحة في عالم غير البشر.