Les baleines pourraient être la clé pour entraîner l’IA pour le premier contact

Les premières baleines sont apparues sous une forme différente de ce que nous connaissons aujourd’hui il y a presque 50 millions d’années. En revanche, les développements massifs que nous observons autour de Artificial Intelligence aujourd’hui sont peut-être la caractéristique la plus moderne de notre époque. La convergence de ces deux éléments reflète les progrès scientifiques et technologiques considérables que nous avons accomplis tout au long de notre civilisation. Étant donné que la nouvelle peut sembler incroyablement invraisemblable – au premier abord – nous devons commencer par la démêler autant que possible. 

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Baleines et communication d’intelligence non humaine

Une équipe de scientifiques du SETI Institute, de l’Université de Californie Davis et de l’Alaska Whale Foundation étudie les communications des baleines à bosse. Ils ont l’intention de développer des filtres d’intelligence pouvant aider à la recherche d’intelligence extraterrestre. 

L’équipe a rencontré un succès significatif lorsqu’une baleine nommée Twain a répondu à l’appel de « contact » diffusé par les scientifiques dans la mer via un haut-parleur sous-marin. L’appel de contact était modélisé dans un style conversationnel ressemblant au « signal de salutation » d’une baleine. L’échange a duré 20 minutes, et la baleine a répondu à chaque appel reproduit, en faisant correspondre les variations d’intervalle entre chaque signal. 

L’importance de l’étude

Selon Brenda McCowan, auteure principale à UC Davis, on croit qu’il s’agit du « premier échange communicatif de ce type entre humains et baleines à bosse dans le langage des baleines à bosse. » 

Selon Dr. Fred Shape, co‑auteur de l’étude:

« Les baleines à bosse sont extrêmement intelligentes, possèdent des systèmes sociaux complexes, fabriquent des outils – des filets à bulles pour attraper des poissons – et communiquent largement à la fois par des chants et des appels sociaux. »

L’importance de l’étude réside dans le fait que c’était la première fois qu’une communication pouvait être établie entre un humain et une entité non humaine intelligente et faisant partie d’un système social complexe. 

L’article de recherche a cité certaines caractéristiques du style de communication des baleines à bosse qui le rendent d’autant plus vital comme point d’entrée potentiel pour entraîner l’Intelligence Artificielle en vue d’un premier contact. 

• Le cerveau de la baleine à bosse possède un grand cortex auditif et des amas de neurones en fuseau.
• Les chercheurs estiment que des capacités mentales impressionnantes sous-tendent probablement la « prouesse acoustique supérieure » de la baleine à bosse.
• Les réalisations acoustiques de la baleine à bosse ne se limitent pas à des sons et appels aléatoires. Elles comprennent des chants longs, rythmiques et en constante évolution. 
• Comme les humains, le chant de la baleine à bosse utilise une bande de fréquence similaire composée d’éléments sonores et non sonores, le silence ponctuant les vocalisations de durée variable. 

Ces caractéristiques ont amené les chercheurs à croire que la diversité des signaux qu’une baleine pouvait produire était une indication clé de leur flexibilité comportementale et – par conséquent – pouvait offrir une excellente occasion de tester des technologies d’interaction avec une intelligence non humaine potentielle. 

Établir le premier contact a toujours suscité un grand intérêt chez les chercheurs. National Geographic définit le premier contact comme la « rencontre initiale entre des cultures qui étaient auparavant inconnues les unes des autres. » 

Le monde tel que nous le voyons aujourd’hui est constitué d’une culture, avec sa propre langue et ses coutumes sociales, migrant vers un nouvel endroit et se mêlant aux personnes qui y vivent avec un autre ensemble de langue et de coutumes. Par exemple, dans les Amériques, le premier contact désigne le moment où les peuples autochtones du continent ont commencé à interagir avec les Européens aux XVIe et XVIIe siècles. 

Établir le premier contact a jusqu’à présent été long et fastidieux, car il implique l’apprentissage de nouveaux signes – verbaux, physiques et écrits. Apprendre ces signaux ou ces schémas de communication implique également de les documenter, de découvrir les motifs sous‑jacents, de les reproduire pour que le groupe étranger puisse les comprendre et les interpréter, et bien plus encore. 

Les scientifiques ont toujours été intéressés par l’utilisation de la technologie pour communiquer avec l’inconnu, et l’IA a été la dernière addition à cet effort.

L’utilisation de l’IA pour parler aux non‑humains

Selon Karen Bakker, professeure à l’Université de la Colombie‑Britannique et Fellow au Radcliffe Institute for Advanced Study:

« Nous devons comprendre la communication non humaine selon ses propres termes. »

Les efforts en vue de cet objectif ont donné naissance au domaine de la « bioacoustique numérique » qui étudie comment l’intelligence artificielle et des capteurs améliorés peuvent aider à observer et décoder la façon dont une variété d’espèces, y compris les plantes, partagent des informations selon leurs propres méthodes. 

Une interview entre Karen Bakker et Scientific American a fourni des détails sur la façon dont la technologie pourrait aider à communiquer avec les abeilles. 

Communiquer avec les abeilles

La recherche pertinente a été dirigée par Tim Langdraf de la Freie University Berlin. Elle a déployé avec succès des ordinateurs et des algorithmes d’apprentissage profond pour suivre les abeilles qui communiquent entre elles à travers leurs mouvements corporels ainsi que leurs sons. 

Les résultats positifs sont le fruit d’une combinaison prudente de la vision par ordinateur avec des capacités de traitement du langage naturel. Les chercheurs ont, selon les rapports, perfectionné des algorithmes pour suivre les abeilles individuelles et l’impact que la communication d’une abeille peut avoir sur une autre abeille. 

Landgraf a ensuite encodé ces informations dans un robot, le nommant RoboBee. Il a conçu sept ou huit prototypes pour finalement créer une « abeille » capable d’entrer dans la ruche et d’émettre des commandes que les abeilles obéiraient. Cela a conduit à une inclusion robotique allant au-delà de la notion d’établir le « premier contact » avec une abeille émettant des ordres, indiquant à une abeille quand s’arrêter, etc. 

Des efforts similaires, modélisés autour de l’utilisation de l’IA pour la communication non humaine, ont également été adoptés ailleurs dans le monde. Par exemple, le Earth Species Project est une organisation à but non lucratif dédiée à l’utilisation de l’IA pour décoder la communication non humaine. 

1. Earth Species Project

La vision directrice du Earth Species Project était de tirer parti de l’apprentissage automatique moderne pour créer de puissantes représentations sémantiques du langage que nous pouvons utiliser pour débloquer la communication avec d’autres espèces. Le projet a réalisé plusieurs tentatives réussies pour comprendre comment les non‑humains interagissent à ce jour. 

Le projet Crow Vocal Repertoire, par exemple, a impliqué des scientifiques seniors en IA pour cartographier les répertoires vocaux de deux espèces de corbeaux. L’objectif du projet était de comprendre le rôle de la communication acoustique dans la coordination de groupe. Les chercheurs pensaient que la cartographie des répertoires vocaux du corbeau hawaïen et du corbeau charognard pourrait aider à découvrir des complexités culturelles et comportementales cruciales pour planifier des stratégies de conversation non humaines efficaces. 

Un autre groupe de scientifiques seniors en IA impliqué dans le projet de découverte d’ethnographie auto‑supervisée travaille sur des méthodes auto‑supervisées pour interpréter les données collectées à partir de balises portées par les animaux, appelées bio‑loggers. Les bio‑loggers aideraient les scientifiques à enregistrer les mouvements d’un animal et à obtenir des données audio‑visuelles depuis la perspective de l’animal. 

La bioacoustique est un domaine sur lequel de nombreuses grandes organisations travaillent également. Microsoft (MSFT ) en est un exemple. 

2. Microsoft Research Working on BioAcoustics

Les efforts de bioacoustique de Microsoft Research visent à exploiter l’IA pour traiter les enregistrements audio de diverses espèces. Ils étudient et explorent différents aspects de la production, de la dispersion et de la réception du son chez les animaux.

Dans l’un de ses projets, le laboratoire Microsoft Research explore les regroupements d’appels pour plusieurs espèces animales. Il développe des modèles d’apprentissage auto‑supervisé qui aident à explorer les clusters d’appels animaux provenant soit de différentes espèces, soit contenant différents stéréotypes d’appels d’une même espèce.

Un autre projet de Microsoft Research consiste à concevoir une plateforme d’analyse bioacoustique automatisée nommée Akoustos. Cette plateforme d’analyse vise à aider les organisations de conservation et les chercheurs grâce à l’annotation et à l’analyse acoustiques automatisées avec des techniques d’apprentissage automatique. Elle permettra aux utilisateurs de télécharger des fichiers audio et les étiquettes correspondantes sur la plateforme. La plateforme sera également capable de traiter automatiquement les données audio et de construire des modèles d’apprentissage automatique complexes.

Dans un autre projet de Microsoft Research, intitulé « Utiliser la bioacoustique pour la classification multi‑espèces », l’équipe concernée évalue des réseaux neuronaux convolutifs profonds pour classer les appels de 24 espèces d’oiseaux et d’amphibiens.

Au cours de l’exercice 2022, Microsoft a déclaré un chiffre d’affaires de 198 milliards de dollars US et un revenu d’exploitation de 83 milliards de dollars US. C’était la première fois que Microsoft Cloud dépassait les 100 milliards de dollars US de revenu annualisé.

En 2022, Microsoft a fourni 3,2 milliards de dollars US de technologie donnée et à prix réduit à 302 000 organisations à but non lucratif desservant plus de 1,2 milliard de personnes à l’échelle mondiale.

3. Google AI for Social Good

Cela fait maintenant près de quatre ans que l’équipe de bioacoustique de Google AI for Social Good a créé un modèle d’apprentissage automatique qui aide la communauté scientifique à détecter les sons des baleines à bosse à partir d’enregistrements acoustiques. Google a développé cet outil en collaboration avec la National Oceanic and Atmospheric Association pour aider les biologistes à étudier les comportements, les schémas, les populations des baleines et les interactions potentielles avec les humains.

Le projet a été développé conformément aux principes d’IA de Google, qui « reconnaissent que les technologies avancées peuvent soulever d’importants défis qui doivent être abordés de manière claire, réfléchie et affirmative. »

Le projet de Google permet aux utilisateurs d’exploiter l’IA pour explorer des milliers d’heures de chants de baleines à bosse et de faire leurs propres découvertes avec Pattern Radio.

Alphabet (GOOG ), la société mère de Google, a enregistré un chiffre d’affaires de 76,69 milliards de dollars US pour le trimestre se terminant le 30 septembre 2023. Son bénéfice net pour le trimestre s’élevait à près de 20 milliards de dollars US, avec un BPA dilué de 1,55 dollar US.

4. Arbimon by Rainforest Connection

L’organisation à but non lucratif Rainforest Connection, spécialisée dans la technologie de conservation, a développé une plateforme d’analyse audio en ligne nommée Arbimon. Son objectif est de rendre l’analyse des données bioacoustiques plus simple et plus accessible.

Arbimon est une plateforme en ligne gratuite. Les scientifiques et les écologistes peuvent l’utiliser pour télécharger leurs données audio et les analyser de la manière la plus avancée possible. La plateforme fournit aux utilisateurs des outils pour détecter les sons dans les données audio et les regrouper en fonction de la portée, de la fréquence et d’autres facteurs similaires.

Avec Arbimon, il sera possible de traiter 10 000 fichiers en quelques secondes. Et selon Burhan Yassin, PDG de Rainforest Connection:

« La plateforme a été conçue spécifiquement pour combler le fossé entre la recherche et la conservation afin que nous puissions atteindre un point où nous pouvons impulser des actions de conservation sur le terrain. »

À mesure qu’elle continue de collecter davantage de données, Arbimon prévoit de commencer à cartographier la biodiversité à un niveau holistique. Tous les quelques jours, Arbimon ajoute entre 2 et 3 millions d’enregistrements. Il faut des années aux instituts de recherche pour collecter autant de données.

La plateforme compte désormais plus de 114 millions d’enregistrements téléchargés, avec environ 3 000 scientifiques qui l’ont utilisée ou l’utilisent.

Basée à Katy, Texas, États-Unis, Rainforest Corporation est une organisation à but non lucratif. Elle a reçu des subventions d’une valeur de 500 000 dollars US de la Patrick J. McGovern Foundation le 20 décembre 2023.

5. Bioacoustic AI Consortium

Ce consortium axé sur la recherche s’étend sur huit pays et dix projets doctoraux. Il comprend 23 chercheurs expérimentés, neuf universités/instituts de recherche, deux musées, 5 PME, 3 ONG et une organisation gouvernementale.

La vision ou le but du consortium est de « donner du sens aux sons des animaux grâce à l’IA ». Au niveau fonctionnel, le programme de recherche du consortium développe de nouvelles méthodes d’IA pour le son directement dans le contexte appliqué de la surveillance acoustique de la faune. Le projet estime que mieux comprendre les animaux aiderait à protéger la biodiversité, et que l’IA peut aider à surveiller une variété d’espèces.

Le consortium est en train de développer des formulations de tâches d’IA de pointe adaptées aux contraintes particulières des tâches de surveillance de la faune, y compris la surveillance d’oiseaux et de mammifères difficiles à détecter dans les paysages sonores européens et tropicaux. Les techniques d’IA aideront à relier les sons des animaux à la structure sociale et comportementale de leurs vies.

Premier contact basé sur l’IA pour le bien

La quête de l’inconnu a constamment été la force motrice de la création de l’immense base de connaissances de la civilisation humaine au fil du temps. AI is accelerating le rythme auquel nous progressons vers le décodage de signaux et de langues auparavant inconnus. Établir des relations avec des entités non humaines renforcera notre compréhension d’elles, menant à une protection plus efficace. Alors que la biodiversité et la durabilité deviennent des priorités universelles, il est presque temps de puiser dans la vaste richesse de connaissances disponible dans le domaine non humain.