Le balene potrebbero essere la chiave per addestrare l’IA al Primo Contatto

Le prime balene apparvero in una forma diversa da quella che conosciamo oggi, quasi 50 milioni di anni fa. Al contrario, gli enormi sviluppi che vediamo oggi nell'Intelligenza Artificiale potrebbero essere la caratteristica più moderna dei nostri tempi. La convergenza di questi due elementi riflette l'ampio progresso scientifico e tecnologico che abbiamo raggiunto nel corso della nostra civiltà. Dato che la notizia può sembrare incredibilmente inverosimile – all'inizio – dobbiamo cominciare a svelarla il più possibile. 

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Balene e Comunicazione con l'Intelligenza Non Umana

Un team di scienziati del SETI Institute, dell'Università della California Davis e dell'Alaska Whale Foundation ha studiato le comunicazioni delle balene megattere. Intendono sviluppare filtri di intelligenza che possano aiutare nella ricerca di intelligenza extraterrestre. 

Il team ha ottenuto un notevole successo quando una balena di nome Twain ha risposto alla chiamata di “contatto” riprodotta dagli scienziati nel mare tramite un altoparlante subacqueo. La chiamata di contatto è stata modellata in uno stile conversazionale simile al “segnale di saluto” di una balena. Lo scambio è durato 20 minuti, e la balena ha risposto a ogni chiamata riprodotta, corrispondendo alle variazioni di intervallo tra i segnali. 

L'importanza dello studio

Secondo Brenda McCowan, autrice principale presso UC Davis, si ritiene che questo sia il “primo scambio comunicativo di questo tipo tra esseri umani e balene megattere nel linguaggio delle megattere.” 

Secondo il Dr. Fred Shape, co‑autore dello studio:

“Le balene megattere sono estremamente intelligenti, hanno sistemi sociali complessi, creano strumenti – reti di bolle per catturare pesci – e comunicano ampiamente sia con canti sia con chiamate sociali.” 

L'importanza dello studio risiede nel fatto che questa è stata la prima volta in cui è stata stabilita una comunicazione tra un umano e un’entità non umana intelligente e parte di un sistema sociale complesso. 

Il documento di ricerca ha citato alcune caratteristiche dello stile comunicativo delle balene megattere che lo rendono ancora più vitale come potenziale punto di ingresso per addestrare l'Intelligenza Artificiale al Primo Contatto. 

• Il cervello della balena megattera ospita una grande corteccia uditiva e gruppi di neuroni a fuso.
• La ricerca ritiene che le impressionanti capacità mentali probabilmente sostengano la “superba abilità acustica” della megattera.
• Le conquiste acustiche della balena megattera non si limitano a suoni e chiamate casuali. Includono canzoni lunghe, ritmiche e in costante evoluzione. 
• Come gli esseri umani, il canto della balena megattera utilizza una banda di frequenza simile composta da elementi sonori e non sonori, con silenzi che punteggiano le vocalizzazioni di durata variabile. 

Queste caratteristiche hanno convinto i ricercatori che la diversità dei segnali che una balena può produrre fosse un’indicazione chiave della loro flessibilità comportamentale e, quindi, poteva offrire un’eccellente opportunità per testare tecnologie volte a interagire con una potenziale intelligenza non umana. 

Stabilire i primi contatti è sempre stato di grande interesse per i ricercatori. National Geographic definisce un primo contatto come l“incontro iniziale tra culture che in precedenza non erano consapevoli l'una dell'altra.” 

Il mondo come lo vediamo oggi è costruito su una cultura, con la propria lingua e usanze sociali, che migra in un nuovo luogo e si mescola con persone che vivono lì con un altro insieme di lingua e usanze. Per esempio, nelle Americhe, il primo contatto si riferisce al momento in cui i popoli indigeni del territorio hanno iniziato a interagire con gli europei nel XVI e XVII secolo. 

Stabilire un primo contatto finora è stato dispendioso in termini di tempo e complesso, poiché comporta l'apprendimento di nuovi segni – verbali, fisici e scritti. L'apprendimento di questi segnali o schemi comunicativi implica anche documentarli, scoprirne i pattern, riprodurli affinché l'insieme alieno possa comprenderli e interpretarli, e molto altro. 

Gli scienziati sono sempre stati interessati a usare la tecnologia per comunicare con l'ignoto, e l'IA è l'ultima aggiunta a questo sforzo.

L'uso dell'IA per parlare con i non umani

Secondo Karen Bakker, professoressa all'Università della Columbia Britannica e Fellow presso il Radcliffe Institute for Advanced Study:

“Dobbiamo comprendere la comunicazione non umana nei suoi termini.”

Gli sforzi verso questo obiettivo hanno dato vita al campo della “bioacustica digitale”, che studia come l'intelligenza artificiale e sensori migliorati possano aiutare a osservare e decodificare il modo in cui una varietà di specie, incluse le piante, condividono informazioni con i propri metodi. 

Una intervista tra Karen Bakker e Scientific American ha fornito dettagli su come la tecnologia potrebbe aiutare a comunicare con le api. 

Comunicare con le api

La ricerca pertinente è stata guidata da Tim Langdraf della Freie University Berlin. Ha impiegato con successo computer e algoritmi di deep‑learning per seguire le api che si parlavano tra loro tramite i movimenti del corpo e i suoni. 

I risultati positivi sono stati il risultato di una combinazione prudente di visione artificiale e capacità di elaborazione del linguaggio naturale. I ricercatori hanno perfezionato algoritmi per tracciare api individuali e l'impatto che la comunicazione di un'api potrebbe avere su un'altra. 

Landgraf ha poi codificato queste informazioni in un robot, chiamandolo RoboBee. Ha progettato sette o otto prototipi per arrivare infine a un “bee” capace di entrare nell'alveare ed emettere comandi a cui le api obbedissero. Ciò ha portato a un’inclusione robotica che va oltre la nozione di stabilire un “Primo Contatto” con un’ape che emette comandi, indicando all'ape quando fermarsi e altro ancora.

Sforzi come questo, modellati sull'uso dell'IA per la comunicazione non umana, sono stati adottati anche in altre parti del mondo. Per esempio, l'Earth Species Project è un'organizzazione no‑profit dedicata a usare l'IA per decodificare la comunicazione non umana.

1. Earth Species Project

La visione trainante dell'Earth Species Project era sfruttare il machine learning moderno per costruire potenti rappresentazioni semantiche del linguaggio che potessimo usare per sbloccare la comunicazione con altre specie. Il progetto ha compiuto diversi tentativi di successo per comprendere come gli non umani interagiscono fino ad oggi. 

Il progetto Crow Vocal Repertoire, per esempio, ha coinvolto scienziati senior di IA per mappare i repertori vocali di due specie di corvi. L'obiettivo era comprendere il ruolo della comunicazione acustica nel coordinamento di gruppo. I ricercatori credevano che mappare i repertori vocali del corvo hawaiano e del corvo carrion potesse aiutare a scoprire complessità culturali e comportamentali cruciali per pianificare strategie di conversazione non umane efficaci. 

Un altro gruppo di scienziati senior di IA coinvolti nel progetto di scoperta etnografica auto‑supervisionata ha lavorato su metodi auto‑supervisionati per interpretare dati raccolti da tag biologici indossati dagli animali, noti come bio‑logger. I bio‑logger aiuterebbero gli scienziati a registrare i movimenti di un animale e a ottenere audio‑video dalla prospettiva dell'animale. 

La bioacustica è qualcosa su cui molte grandi organizzazioni stanno lavorando. Microsoft (MSFT ) è un esempio. 

2. Microsoft Research Working on BioAcoustics

Gli sforzi di bioacustica di Microsoft Research sono mirati a sfruttare l'IA per elaborare registrazioni audio di specie diverse. Studiano e esplorano diversi aspetti della produzione, dispersione e ricezione del suono negli animali.

In uno dei suoi progetti, il laboratorio Microsoft Research sta esplorando cluster di chiamate per più specie animali. Sta sviluppando modelli di apprendimento auto‑supervisionato che aiutano a esplorare cluster di chiamate animali provenienti da specie diverse o contenenti diversi stereotipi di chiamate della stessa specie. 

Un altro progetto di Microsoft Research sta creando una piattaforma di analisi bioacustica automatizzata chiamata Akoustos. La piattaforma di analisi intende aiutare organizzazioni di conservazione e ricercatori con annotazione e analisi acustica automatizzate mediante tecniche di machine learning. Consentirà agli utenti di caricare file audio e le relative etichette sulla piattaforma. La piattaforma sarà anche in grado di elaborare automaticamente i dati audio e costruire modelli complessi di machine learning. 

In un altro progetto di Microsoft Research, intitolato “Using bioacoustics for multi‑species classification”, il team valuta reti neurali convoluzionali profonde per classificare le chiamate di 24 specie di uccelli e anfibi. 

Nell'anno fiscale 2022, Microsoft ha registrato un fatturato di 198 miliardi di dollari e un reddito operativo di 83 miliardi di dollari. È stata la prima volta che Microsoft Cloud ha superato i 100 miliardi di dollari di fatturato annualizzato. 

Nel 2022, Microsoft ha fornito 3,2 miliardi di dollari in tecnologia donata e scontata a 302 000 organizzazioni no‑profit che servono oltre 1,2 miliardi di persone a livello globale. 

3. Google AI for Social Good

Sono quasi quattro anni da quando il team di bioacustica di Google AI for Social Good ha creato un modello di ML che aiuta la comunità scientifica a rilevare i suoni delle balene megattere usando registrazioni acustiche. Google ha sviluppato questo strumento in collaborazione con la National Oceanic and Atmospheric Association per aiutare i biologi a studiare i comportamenti, i pattern, le popolazioni delle balene e le potenziali interazioni umane. 

Il progetto è stato sviluppato in conformità con i principi di IA di Google, che “riconoscono che le tecnologie avanzate possono sollevare importanti sfide che devono essere affrontate in modo chiaro, riflessivo e positivo.”

Il progetto di Google consente agli utenti di sfruttare l'IA per esplorare migliaia di ore di canti di balene megattere e fare proprie scoperte con Pattern Radio. 

Alphabet (GOOG ), la società madre di Google, ha registrato un fatturato di 76,69 miliardi di dollari per il trimestre conclusosi il 30 settembre 2023. Il suo utile netto per il trimestre è stato di quasi 20 miliardi di dollari, con un EPS diluito di 1,55 dollari. 

4. Arbimon by Rainforest Connection

Il non profit tecnologico per la conservazione Rainforest Connection ha sviluppato una piattaforma online di analisi audio chiamata Arbimon. Lo scopo è rendere l'analisi dei dati bioacustici più semplice e accessibile. 

Arbimon è una piattaforma online gratuita. Scienziati ed ecologi possono usarla per caricare i loro dati audio e analizzarli nel modo più avanzato possibile. La piattaforma fornisce agli utenti strumenti per rilevare suoni dai dati audio e raggrupparli in base a gamma, frequenza e altri fattori simili. 

Usando Arbimon, sarà possibile elaborare 10.000 file in pochi secondi. E secondo Burhan Yassin, CEO di Rainforest Connection:

“La piattaforma è stata progettata specificamente per colmare il divario tra ricerca e conservazione, così da poter arrivare a un punto in cui possiamo guidare azioni di conservazione sul campo.” 

Man mano che raccoglie più dati, Arbimon prevede di iniziare a mappare l'aspetto della biodiversità a livello olistico. Ogni pochi giorni, Arbimon aggiunge tra 2 e 3 milioni di registrazioni. Ci vogliono anni agli istituti di ricerca per raccogliere così tanti dati. 

La piattaforma ora ha più di 114 milioni di registrazioni caricate, con circa 3 000 scienziati che l'hanno usata o la stanno usando. 

Con sede a Katy, Texas, Stati Uniti, Rainforest Corporation è un'organizzazione no‑profit. Ha ricevuto 500.000 dollari di sovvenzioni dalla Patrick J. McGovern Foundation il 20 dicembre 2023. 

5. Bioacoustic AI Consortium

Questo consorzio guidato dalla ricerca si estende su otto paesi e dieci progetti di dottorato. Include 23 investigatori esperti, nove università/istituti di ricerca, due musei, 5 PMI, 3 ONG e un'organizzazione governativa. 

La visione o lo scopo del consorzio è “dare senso ai suoni animali usando l'IA”. A livello funzionale, il programma di ricerca del consorzio sviluppa nuovi metodi di IA per il suono direttamente nel contesto applicato del monitoraggio acustico della fauna selvatica. Il progetto crede che comprendere meglio gli animali aiuterebbe a proteggere la biodiversità, e che l'IA può aiutare a monitorare una varietà di specie. 

Il consorzio è in via di sviluppare formulazioni di compiti IA di livello eccellente adatte ai vincoli speciali dei compiti di monitoraggio della fauna selvatica, incluso il monitoraggio di uccelli e mammiferi difficili da rilevare negli ambienti sonori europei e tropicali. Le tecniche IA aiuteranno a collegare i suoni animali con la struttura sociale e comportamentale della vita animale.

Primo Contatto basato sull'IA per il Bene

La ricerca per scoprire l'ignoto è stata costantemente la forza trainante nella creazione dell'ampia base di conoscenza della civiltà umana nel tempo. L'IA sta accelerando il ritmo con cui avanziamo verso la decifrazione di segnali e lingue precedentemente sconosciuti. Costruire relazioni con entità non umane migliorerà la nostra comprensione di esse, portando a una protezione più efficace. Man mano che biodiversità e sostenibilità diventano priorità universali, è quasi il momento di attingere alla vasta ricchezza di conoscenze disponibile nel regno non umano.