Οι φάλαινες μπορεί να είναι το κλειδί για την εκπαίδευση της τεχνητής νοημοσύνης για την Πρώτη Επαφή

Οι πρώτες φάλαινες εμφανίστηκαν σε μια μορφή διαφορετική από αυτή που γνωρίζουμε σήμερα σχεδόν πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια. Αντίθετα, οι τεράστιες εξελίξεις που βλέπουμε γύρω από Τεχνητή Νοημοσύνη σήμερα είναι ίσως το πιο σύγχρονο χαρακτηριστικό της εποχής μας. Η σύγκλιση αυτών των δύο στοιχείων αντικατοπτρίζει την εκτενή επιστημονική και τεχνολογική πρόοδο που έχουμε επιτύχει κατά τη διάρκεια του πολιτισμού μας. Δεδομένου ότι τα νέα μπορεί να ακούγονται απίστευτα – αρχικά – πρέπει να ξεκινήσουμε αποσαφηνίζοντάς τα στο μέγιστο δυνατό βαθμό.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε τα πάντα σχετικά με την επένδυση στην AI.

Φάλαινες και Επικοινωνία Μη-Ανθρώπινης Νοημοσύνης

Μία ομάδα επιστημόνων από το SETI Institute, το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Davis και το Alaska Whale Foundation μελετούν τις επικοινωνίες των φαλαινών φαλαινοπλαγκτών. Σκοπός τους είναι η ανάπτυξη φίλτρων νοημοσύνης που μπορούν να βοηθήσουν στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης. 

Η ομάδα σημείωσε σημαντική επιτυχία όταν μια φάλαινα με το όνομα Twain ανταποκρίθηκε στην κλήση ‘επικοινωνίας’ που οι επιστήμονες έπαιξαν στη θάλασσα μέσω υποβρύχιας ηχείου. Η κλήση επικοινωνίας μοντελοποιήθηκε σε στυλ συνομιλίας που θυμίζει το ‘σήμα χαιρετισμού’ μιας φάλαινας. Η ανταλλαγή διήρκεσε 20 λεπτά, και η φάλαινα ανταποκρίθηκε σε κάθε επαναληπτική κλήση, ταιριάζοντας με τις διακυμάνσεις των διαστημάτων μεταξύ κάθε σήματος.

Η Σημασία της Μελέτης

Σύμφωνα με τη Brenda McCowan, κύρια συγγραφέα στο UC Davis, αυτό θεωρείται η “πρώτη τέτοια επικοινωνιακή ανταλλαγή μεταξύ ανθρώπων και φαλαινών φαλαινοπλαγκτών στη γλώσσα των φαλαινοπλαγκτών.” 

Σύμφωνα με τον Dr. Fred Shape, συν-συγγραφέα της μελέτης:

«Οι φαλαινοπλαγκτές είναι εξαιρετικά έξυπνοι, διαθέτουν πολύπλοκα κοινωνικά συστήματα, κατασκευάζουν εργαλεία – δίχτυα από φυσαλίδες για να πιάσουν ψάρια – και επικοινωνούν εκτενώς τόσο με τραγούδια όσο και με κοινωνικές κλήσεις.» 

Η σημασία της μελέτης έγκειται στο γεγονός ότι αυτή ήταν η πρώτη φορά που μπορούσε να εδραιωθεί επικοινωνία μεταξύ ενός ανθρώπου και ενός μη-ανθρώπινου όντος που είναι έξυπνο και μέρος ενός πολύπλοκου κοινωνικού συστήματος. 

Το ερευνητικό άρθρο ανέφερε ορισμένα χαρακτηριστικά του στυλ επικοινωνίας των φαλαινών φαλαινοπλαγκτών που το καθιστούν ακόμη πιο σημαντικό ως πιθανό σημείο εισόδου για την εκπαίδευση της Τεχνητής Νοημοσύνης για την Πρώτη Επαφή. 

• Ο εγκέφαλος της φαλαινοπλαγκτής φιλοξενεί ένα μεγάλο ακουστικό φλοιό και ομάδες νευρώνων τύπου spindle.
• Η έρευνα πιστεύει ότι οι εντυπωσιακές νοητικές ικανότητες πιθανώς υποστηρίζουν την “υψηλή ακουστική ικανότητα” της φαλαινοπλαγκτής.
• Οι ακουστικές επιτυχίες της φαλαινοπλαγκτής δεν περιορίζονται σε τυχαίους ήχους και κλήσεις. Περιλαμβάνουν εκτενή, ρυθμική και συνεχώς εξελισσόμενα τραγούδια.
• Όπως και οι άνθρωποι, το τραγούδι της φαλαινοπλαγκτής περιλαμβάνει τη χρήση μιας παρόμοιας ζώνης συχνοτήτων που αποτελείται από φωνητικά και άφωνα στοιχεία, με τη σιωπή να διακόπτει τις φωνητικές εκφράσεις διαφόρων διάρκειων.

Αυτά τα χαρακτηριστικά οδήγησαν τους ερευνητές να πιστέψουν ότι η ποικιλία των σημάτων που μπορούσε να παράγει μια φάλαινα ήταν ένα βασικό δείκτη της συμπεριφορικής τους ευελιξίας και – επομένως – θα μπορούσε να προσφέρει εξαιρετική ευκαιρία για δοκιμή τεχνολογιών αλληλεπίδρασης με μια πιθανή μη-ανθρώπινη νοημοσύνη. 

Η δημιουργία πρώτων επαφών έχει πάντα αποτελέσει θέμα μεγάλου ενδιαφέροντος για τους ερευνητές. National Geographic ορίζει την πρώτη επαφή ως την “αρχική συνάντηση μεταξύ πολιτισμών που προηγουμένως δεν γνώριζαν ο ένας τον άλλο.” 

Ο κόσμος όπως τον βλέπουμε σήμερα αποτελείται από έναν πολιτισμό, με τη δική του γλώσσα και κοινωνικά έθιμα, που μεταναστεύει σε νέο τόπο και αναμειγνύεται με ανθρώπους που ζουν εκεί με διαφορετική γλώσσα και έθιμα. Για παράδειγμα, στις Αμερικές, η πρώτη επαφή αναφέρεται στην περίοδο που οι αυτόχθονες λαοί του εδάφους άρχισαν να αλληλεπιδρούν με τους Ευρωπαίους τον 16ο και 17ο αιώνα. 

Η δημιουργία πρώτης επαφής μέχρι τώρα ήταν χρονοβόρα και επίπονη, καθώς απαιτεί την εκμάθηση νέων σημείων – λεκτικών, σωματικών και γραπτών. Η εκμάθηση αυτών των σημάτων ή προτύπων επικοινωνίας περιλαμβάνει επίσης την τεκμηρίωσή τους, την ανακάλυψη των προτύπων μέσα σε αυτά, την αναπαραγωγή τους ώστε το ξένο σύνολο ανθρώπων να τα καταλάβει και να τα ερμηνεύσει, κ.λπ. 

Οι επιστήμονες πάντα ενδιαφέρονται για τη χρήση τεχνολογίας για επικοινωνία με το άγνωστο, και η Τεχνητή Νοημοσύνη αποτελεί την πιο πρόσφατη προσθήκη σε αυτή την προσπάθεια.

Η Χρήση της Τεχνητής Νοημοσύνης για Επικοινωνία με Μη-Ανθρώπους

Σύμφωνα με την Karen Bakker, καθηγήτρια στο University of British Columbia και Fellow στο Radcliffe Institute for Advanced Study:

«Πρέπει να κατανοήσουμε την επικοινωνία των μη-ανθρώπων με τους δικούς της όρους.»

Οι προσπάθειες προς αυτόν τον στόχο έχουν γεννήσει το πεδίο της ‘ψηφιακής βιοακουστικής’ που μελετά πώς η τεχνητή νοημοσύνη και οι βελτιωμένοι αισθητήρες μπορούν να βοηθήσουν στην παρατήρηση και αποκωδικοποίηση του τρόπου με τον οποίο διάφορα είδη, συμπεριλαμβανομένων των φυτών, μοιράζονται πληροφορίες με τις δικές τους μεθόδους. 

Μια συνέντευξη μεταξύ της Karen Bakker και του Scientific American παρείχε λεπτομέρειες για το πώς η τεχνολογία θα μπορούσε να βοηθήσει στην επικοινωνία με τις μέλισσες. 

Επικοινωνία με Μέλισσες

Η σχετική έρευνα καθοδηγήθηκε από τον Tim Langdraf του Freie University Berlin. Επέτυχε την ανάπτυξη υπολογιστών και αλγορίθμων βαθιάς μάθησης για την παρακολούθηση των μελισσών που επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω των κινήσεων του σώματός τους καθώς και των ήχων. 

Τα θετικά αποτελέσματα ήταν αποτέλεσμα της προσεκτικής συνδυασμού της υπολογιστικής όρασης με δυνατότητες επεξεργασίας φυσικής γλώσσας. Οι ερευνητές, σύμφωνα με τις αναφορές, τελειοποίησαν αλγορίθμους για την παρακολούθηση μεμονωμένων μελισσών και την επίδραση που η επικοινωνία μιας μελισσας μπορεί να έχει σε μια άλλη. 

Ο Landgraf κωδικοποίησε στη συνέχεια αυτές τις πληροφορίες σε ένα ρομπότ, το οποίο ονόμασε RoboBee. Σχεδίασε επτά ή οκτώ πρωτότυπα για να δημιουργήσει τελικά ένα ‘μέλισσα’ που θα μπορούσε να εισέλθει στην κυψέλη και να εκπέμπει εντολές που οι μέλισσες θα υπακούσουν. Αυτό οδήγησε σε μια ρομποτική ενσωμάτωση που υπερβαίνει την έννοια της δημιουργίας ‘Πρώτης Επαφής’ με μια μέλισσα που δίνει εντολές, λέγοντας της πότε να σταματήσει, κ.λπ.

Προσπάθειες όπως αυτή, που μοντελοποιούν τη χρήση της AI για μη-ανθρώπινη επικοινωνία, έχουν υιοθετηθεί και σε άλλες περιοχές του κόσμου. Για παράδειγμα, το Earth Species Project είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός αφιερωμένος στη χρήση της AI για την αποκωδικοποίηση μη-ανθρώπινης επικοινωνίας.

1. Earth Species Project

Το κίνητρο του Earth Species Project ήταν η αξιοποίηση της σύγχρονης μηχανικής μάθησης για τη δημιουργία ισχυρών σημασιολογικών αναπαραστάσεων της γλώσσας που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να ξεκλειδώσουμε την επικοινωνία με άλλα είδη. Το Project έχει πραγματοποιήσει αρκετές επιτυχείς προσπάθειες να κατανοήσει πώς μη-ανθρώπινοι αλληλεπιδρούν μέχρι σήμερα. 

Το Crow Vocal Repertoire project, για παράδειγμα, περιελάμβανε ανώτερους ερευνητές AI να εργαστούν στην χαρτογράφηση των φωνητικών αποθεμάτων δύο ειδών κόρακες. Ο στόχος του Project ήταν η κατανόηση του ρόλου της ακουστικής επικοινωνίας στον ομαδικό συντονισμό. Οι ερευνητές πίστευαν ότι η χαρτογράφηση των φωνητικών αποθεμάτων του Hawaiian crow και του Carrion crow θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκάλυψη πολιτισμικών και συμπεριφορικών πολυπλοκότητας κρίσιμης για τον σχεδιασμό αποτελεσματικών στρατηγικών μη-ανθρώπινης συνομιλίας. 

Μια άλλη ομάδα ανώτερων ερευνητών AI που συμμετέχει στο Project της αυτοεποπτευόμενης εθνογραφικής ανακάλυψης εργάζεται σε αυτοεποπτευόμενες μεθόδους για την ερμηνεία δεδομένων που συλλέγονται από ετικέτες που φοριούνται από ζώα, γνωστές ως βιο‑λογγάρια. Τα βιο‑λογγάρια θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να καταγράψουν τις κινήσεις ενός ζώου και να αποκτήσουν ηχητικό‑οπτικό υλικό από την προοπτική του ζώου. 

Η βιοακουστική είναι κάτι με το οποίο πολλές μεγάλου μεγέθους οργανώσεις επίσης εργάζονται. Η Microsoft (MSFT ) είναι ένα τέτοιο παράδειγμα. 

2. Microsoft Research Working on BioAcoustics

Οι προσπάθειες βιοακουστικής της Microsoft Research στοχεύουν στην αξιοποίηση της AI για την επεξεργασία ηχητικών ηχογραφήσεων διαφόρων ειδών. Μελετούν και εξερευνούν διαφορετικές πτυχές της παραγωγής, διάχυσης και λήψης ήχου στα ζώα.

Σε ένα από τα έργα της, το εργαστήριο της Microsoft Research εξερευνά ομάδες κλήσεων για πολλαπλά είδη ζώων. Αναπτύσσει μοντέλα αυτοεποπτευόμενης μάθησης που βοηθούν στην εξερεύνηση ομάδων κλήσεων ζώων που είτε προέρχονται από διαφορετικά είδη είτε περιέχουν διαφορετικά στερεότυπα κλήσεων από το ίδιο είδος. 

Ένα άλλο έργο της Microsoft Research αναπτύσσει μια αυτοματοποιημένη πλατφόρμα βιοακουστικής ανάλυσης με όνομα Akoustos. Η πλατφόρμα ανάλυσης στοχεύει να βοηθήσει οργανισμούς συντήρησης και ερευνητές με αυτοματοποιημένη ηχητική ανάλυση και σχολιασμό χρησιμοποιώντας τεχνικές μηχανικής μάθησης. Θα επιτρέπει στους χρήστες να ανεβάζουν αρχεία ήχου και αντίστοιχες ετικέτες στην πλατφόρμα. Η πλατφόρμα θα είναι επίσης ικανή να επεξεργάζεται αυτόματα δεδομένα ήχου και να δημιουργεί σύνθετα μοντέλα μηχανικής μάθησης. 

Σε ένα ακόμη έργο της Microsoft Research, με τίτλο ‘Using bioacoustics for multi‑species classification’, η ομάδα αξιολογεί βαθιά συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα για την ταξινόμηση κλήσεων 24 ειδών πτηνών και αμφίβιων. 

Στο οικονομικό έτος 2022, η Microsoft ανακοίνωσε έσοδα 198 δισεκατομμύρια δολάρια και λειτουργικό εισόδημα 83 δισεκατομμύρια δολάρια. Ήταν η πρώτη φορά που το Microsoft Cloud ξεπέρασε τα 100 δισεκατομμύρια δολάρια ετήσιας εσόδων. 

Το 2022, η Microsoft παρείχε 3,2 δισεκατομμύρια δολάρια σε δωρεά και έκπτωση τεχνολογίας σε 302.000 μη κερδοσκοπικούς οργανισμούς που εξυπηρετούν πάνω από 1,2 δισεκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. 

3. Google AI for Social Good

Περίπου τέσσερα χρόνια έχουν περάσει από τότε που η ομάδα βιοακουστικής του Google AI for Social Good δημιούργησε ένα μοντέλο ML που βοηθά την επιστημονική κοινότητα να εντοπίζει ήχους φαλαινοπλαγκτών χρησιμοποιώντας ηχητικές ηχογραφήσεις. Η Google ανέπτυξε αυτό το εργαλείο σε συνεργασία με το National Oceanic and Atmospheric Association για να βοηθήσει τους βιολόγους να μελετούν τη συμπεριφορά, τα πρότυπα, τους πληθυσμούς των φαλαινοπλαγκτών και τις πιθανές ανθρώπινες αλληλεπιδράσεις. 

Το Project έχει αναπτυχθεί σύμφωνα με τις αρχές AI της Google, που «αναγνωρίζουν ότι οι προηγμένες τεχνολογίες μπορούν να δημιουργήσουν σημαντικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν με σαφήνεια, σκέψη και θετικό τρόπο». 

Το Project της Google δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να αξιοποιούν την AI για να εξερευνήσουν χιλιάδες ώρες τραγουδιών φαλαινοπλαγκτών και να κάνουν τις δικές τους ανακαλύψεις με το Pattern Radio. 

Η Alphabet (GOOG ), η μητρική εταιρεία της Google, ανακοίνωσε έσοδα ύψους 76,69 δισεκατομμύρια δολάρια για το τρίμηνο που έληξε στις 30 Σεπτεμβρίου 2023. Το καθαρό εισόδημα για το τρίμηνο ανήλθε σχεδόν στα 20 δισεκατομμύρια δολάρια, με αραίωση EPS 1,55 δολάρια. 

4. Arbimon by Rainforest Connection

Η μη κερδοσκοπική τεχνολογία συντήρησης Rainforest Connection ανέπτυξε μια διαδικτυακή πλατφόρμα ανάλυσης ήχου με το όνομα Arbimon. Σκοπός είναι να κάνει την ανάλυση δεδομένων βιοακουστικής πιο εύκολη και πιο προσβάσιμη. 

Το Arbimon είναι μια δωρεάν διαδικτυακή πλατφόρμα. Επιστήμονες και οικολογιστές μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν για να ανεβάσουν τα ηχητικά τους δεδομένα και να τα αναλύσουν με τον πιο προηγμένο δυνατό τρόπο. Η πλατφόρμα εξοπλίζει τους χρήστες με εργαλεία για την ανίχνευση ήχων από ηχητικά δεδομένα και την ομαδοποίησή τους βάσει εύρους, συχνότητας και άλλων παρόμοιων παραγόντων. 

Με τη χρήση του Arbimon, θα είναι δυνατόν η επεξεργασία 10.000 αρχείων σε λίγα δευτερόλεπτα. Και σύμφωνα με τον Burhan Yassin, CEO της Rainforest Connection:

«Η πλατφόρμα σχεδιάστηκε ειδικά για να καλύψει το κενό μεταξύ έρευνας και συντήρησης, ώστε να φτάσουμε σε ένα σημείο όπου μπορούμε να προωθήσουμε δράσεις συντήρησης στον τόπο.» 

Καθώς συνεχίζει τη συλλογή περισσότερων δεδομένων, το Arbimon σχεδιάζει να αρχίσει να χαρτογραφεί τη βιοποικιλότητα σε ολιστικό επίπεδο. Κάθε λίγες ημέρες, το Arbimon προσθέτει μεταξύ 2 και 3 εκατομμυρίων ηχογραφήσεων. Τα ερευνητικά ιδρύματα χρειάζονται χρόνια για να συγκεντρώσουν τόσο πολλά δεδομένα. 

Η πλατφόρμα διαθέτει πλέον πάνω από 114 εκατομμύρια ηχογραφήσεις, με περίπου 3.000 επιστήμονες να τη χρησιμοποιούν ή να τη χρησιμοποιούν. 

Με έδρα το Katy, Texas, Ηνωμένες Πολιτείες, η Rainforest Corporation είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός. Έλαβε επιχορηγήσεις αξίας 500.000 δολαρίων από το Patrick J. McGovern Foundation στις 20 Δεκεμβρίου 2023. 

5. Bioacoustic AI Consortium

Αυτή η ερευνητική κοινοπραξία εκτείνεται σε οκτώ χώρες και δέκα διδακτορικά έργα. Περιλαμβάνει 23 έμπειρους ερευνητές, εννέα πανεπιστήμια/ερευνητικά ινστιτούτα, δύο μουσεία, 5 ΜΜΕ, 3 ΜΚΟ και έναν κυβερνητικό οργανισμό. 

Το όραμα ή σκοπός της κοινοπραξίας είναι να «κατανοήσει τους ήχους των ζώων χρησιμοποιώντας AI». Σε λειτουργικό επίπεδο, το ερευνητικό πρόγραμμα της κοινοπραξίας αναπτύσσει νέες μεθόδους AI για ήχο απευθείας στο πλαίσιο της εφαρμοσμένης παρακολούθησης άγριας ζωής. Το Project πιστεύει ότι η καλύτερη κατανόηση των ζώων θα βοηθήσει στην προστασία της βιοποικιλότητας, και η AI μπορεί να βοηθήσει στην παρακολούθηση διαφόρων ειδών. 

Η κοινοπραξία βρίσκεται στη διαδικασία ανάπτυξης κορυφαίων διατυπώσεων εργασιών AI κατάλληλων για τις ειδικές περιορισμούς των εργασιών παρακολούθησης άγριας ζωής, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης σπάνιων πουλιών και θηλαστικών σε ευρωπαϊκά και τροπικά ηχητικά τοπία. Οι τεχνικές AI θα βοηθήσουν στη σύνδεση των ήχων των ζώων με τη κοινωνική και συμπεριφορική δομή της ζωής τους.

AI‑Based Πρώτη Επαφή για το Καλό

Η αναζήτηση για την αποκάλυψη του άγνωστου ήταν συνεχώς η κινητήρια δύναμη στη δημιουργία της εκτενούς βάσης γνώσης του ανθρώπινου πολιτισμού με την πάροδο του χρόνου. Η AI επιταχύνει το ρυθμό με τον οποίο προχωράμε στην αποκρυπτογράφηση προηγουμένως άγνωστων σημάτων και γλωσσών. Η δημιουργία σχέσεων με μη-ανθρώπινα όντα θα ενισχύσει την κατανόησή μας για αυτά, οδηγώντας σε πιο αποτελεσματική προστασία. Καθώς η βιοποικιλότητα και η βιωσιμότητα γίνονται παγκόσμιες προτεραιότητες, είναι σχεδόν καιρός να αξιοποιήσουμε την τεράστια πλούτο γνώσης που διατίθεται στον μη-ανθρώπινο χώρο.