Hvalkommunikasjon og KI: forskning på første kontakt i 2023

De første hvalene dukket opp i en form som er forskjellig fra det vi kjenner i dag for nesten 50 millioner år siden. I kontrast er de enorme utviklingene vi ser rundt kunstig intelligens i dag et kjennetegn ved vår tid. Kombinasjonen av forskning på gamle dyregrupper og moderne teknologi viser vitenskapens utvikling. Dette tilbakeblikket på 2023 undersøker hva resultatene faktisk viste.

Klikk her for å lære alt om investering i AI.

Hvaler og ikke-menneskelig intelligenskommunikasjon

Forskere fra SETI Institute, University of California, Davis og Alaska Whale Foundation har studert knølhvalers kommunikasjon. Arbeidet kan bidra til metoder for å undersøke ikke-menneskelig intelligens og eventuelle ukjente signaler.

I en studie publisert i november 2023 beskrev forskerne et møte i august 2021 med knølhvalhunnen Twain. De spilte av et innspilt kontaktrop gjennom en undervannshøyttaler. Twain nærmet seg og holdt seg ved båten under en om lag tjue minutter lang utveksling av lyder. Analysen av svartidene tydet på tidsmessig tilpasning særlig i den første fasen.

Betydningen av studien

Hovedforfatter Brenda McCowan ved UC Davis beskrev hendelsen som den første slike kommunikative utvekslingen mellom mennesker og knølhvaler på knølhvalenes språk. Utsagnet gjelder denne særlige formen for samspill, ikke menneskets første kommunikasjon med dyr.

Medforfatteren dr. Fred Sharpe sa:

«Knølhvaler er svært intelligente, har komplekse sosiale systemer, lager redskaper – boblenett for å fange fisk – og kommuniserer omfattende både med sang og sosiale rop.»

Studien beskriver et sjeldent samspill med én hval, observert da anledningen oppsto. Den viser muligheter ved tilpassede avspillingsforsøk. Forskerne tydet ikke hvalenes språk og trente ikke et KI-system til å oversette ropenes betydning.

Artikkelen diskuterer trekk ved knølhvalers kommunikasjon som kan bidra til forskning på ikke-menneskelig intelligens og metoder for å undersøke eventuelle ukjente signaler.

• Knølhvalens hjerne har en stor hørselsbark og grupper av spindelnevroner.
• Forfatterne foreslår at avanserte kognitive evner kan bidra til knølhvalenes akustiske ferdigheter.
• Knølhvalers lydrepertoar omfatter mer enn tilfeldige lyder og rop. Det inkluderer lange, rytmiske sanger som endrer seg over tid.
• Knølhvalsang inneholder rytmiske mønstre, ulike lydformer og pauser mellom ytringer med forskjellig varighet. Det gir sammenligningsmateriale for kommunikasjonsforskning uten dermed å være likestilt med menneskespråk.

Disse egenskapene fikk forskerne til å tro at mangfoldet av signaler en hval kunne produsere var en nøkkelindikator på hvor atferdsmessig fleksible de var, og – derfor – kunne gi en utmerket mulighet til å teste teknologier for å samhandle med en potensiell ikke-menneskelig intelligens. 

Å etablere første kontakter har alltid vært av stor interesse for forskere. National Geographic definerer første kontakt som det «innledende møtet mellom kulturer som tidligere var uvitende om hverandre».

Menneskets historie rommer mange møter mellom samfunn med forskjellige språk og skikker. I Amerikas historie brukes første kontakt ofte om urfolks første møter med europeere, ulike steder og til ulike tider. Verden besto ikke av én opprinnelig kultur, og møtene var ikke alltid fredelige.

Å etablere første kontakt har hittil vært tidkrevende og tungvint, da det innebærer å lære nye tegn – verbale, fysiske og skriftlige. Å lære disse signalene eller kommunikasjonsmønstrene innebærer også å dokumentere dem, oppdage mønstrene i dem, gjenskape dem slik at den fremmede gruppen kan forstå og tolke dem, og mer. 

Forskere har alltid vært interessert i å bruke teknologi for å kommunisere med det ukjente, og AI har vært det siste tilskuddet til den innsatsen.

Bruken av AI for å snakke med ikke-mennesker

Karen Bakker, den gang professor ved University of British Columbia og Radcliffe Fellow i 2022–2023, understreket:

“Vi må forstå ikke-menneskelig kommunikasjon på dens egne premisser.”

Digital bioakustikk bruker sensorer, lydopptak og analysemetoder som KI for å undersøke dyrelyder og deres atferdsmessige sammenheng. Også lyder fra planter studeres; det betyr ikke at et plantespråk allerede er tydet.

Et intervju mellom Karen Bakker og Scientific American ga detaljer om hvordan teknologi kan hjelpe med å kommunisere med honningbier. 

Kommunikasjon med honningbier

Tim Landgraf ved Freie Universität Berlin undersøkte sammen med kolleger honningbiers kommunikasjon. Maskinsyn og sporingsmetoder hjelper forskere å følge enkeltbiers bevegelser og samspill i kuben.

Biedans formidler informasjon om retningen og avstanden til mat. Atferdsregistrering og robotikk gjør det mulig å teste hvilke signaler andre bier reagerer på. Dette er ingen generell oversetter av biespråk.

Landgraf og kollegene utviklet RoboBee, som etterligner flere signaler i bienes vrikkedans. I publiserte forsøk fulgte bier robotens dans. Radarsporing viste at noen utflygende bier brukte danseinformasjonen til å tilpasse flygeruten. Det er overføring av informasjon om en flygevektor, ikke bevis for at bier følger vilkårlige menneskelige kommandoer.

Innsatser som dette, modellert rundt bruk av AI for å ha ikke-menneskelig kommunikasjon, har også blitt tatt opp andre steder i verden. For eksempel er Earth Species Project en ideell organisasjon som er dedikert til å bruke AI for å dekode ikke-menneskelig kommunikasjon.

1. Earth Species Project

Earth Species Project vil bruke moderne maskinlæring til å studere mønstre i dyrekommunikasjon og etter hvert forstå mer av betydningen. Å åpne kommunikasjonen med andre arter er et forskningsmål, ikke en allerede oppnådd evne til fri samtale.

Prosjektet Crow Vocal Repertoire skulle kartlegge ropene til hawaiikråke og svartkråke (carrion crow). Målet var å forstå den akustiske kommunikasjonens rolle i koordinering av grupper. Kunnskap om kulturelle og atferdsmessige forskjeller kan også støtte naturvern; det dreier seg ikke om ferdige samtalestrategier mellom mennesker og kråker.

Et annet prosjekt utvikler selvveiledede metoder for å oppdage etogrammer, altså oversikter over dyrs atferd. Dataene kommer fra dyrebårne sensorer, eller biologgere, som blant annet kan registrere bevegelse og lyd. Datatypene avhenger av utstyret. Etogram må ikke forveksles med etnografi.

Bioakustikk er noe mange store organisasjoner også arbeider med. Microsoft (MSFT ) er et slikt eksempel.

2. Microsoft Research undersøker bioakustikk

Microsoft Researchs bioakustiske innsats er rettet mot å utnytte AI for å behandle lydopptak av ulike arter. Den studerer og utforsker forskjellige aspekter av lydproduksjon, spredning og mottak hos dyr.

Et prosjekt ved Microsoft Research bruker selvveiledet læring til å studere grupper av dyrelyder. De kan komme fra ulike arter eller representere forskjellige roptyper innen samme art. Det dreier seg ikke om menneskelige stereotypier.

Microsoft Research har også utviklet Akoustos, en pakke for automatisert bioakustisk analyse. Den støtter klassifisering av lydhendelser i to eller flere klasser. Slike verktøy kan hjelpe forskere og naturvernorganisasjoner med akustisk merking og analyse; funksjonene avhenger av implementeringen.

Et annet prosjekt ved Microsoft Research vurderer dype konvolusjonsnettverk for å klassifisere lyder fra 24 fugle- og amfibiearter.

I regnskapsåret 2022 rapporterte Microsoft om lag 198 milliarder dollar i omsetning og 83 milliarder dollar i driftsresultat. Microsoft Clouds inntektsrate omregnet til årsbasis oversteg 100 milliarder dollar. De faktiske skyinntektene for hele regnskapsåret var 91,2 milliarder dollar.

I 2022 ga Microsoft 3,2 milliarder USD i donert og rabattert teknologi til 302 000 ideelle organisasjoner som betjener over 1,2 milliarder mennesker globalt.

3. Google AI for Social Good

Google beskrev i april 2021 en tidligere utviklet maskinlæringsmodell som oppdager knølhvallyder i opptak. Verktøyet ble utviklet sammen med USAs National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA. Det støtter studier av atferd, utbredelse, bestander og menneskelig påvirkning, men oversetter ikke betydningen av alle hvallyder.

Prosjektet er utviklet i samsvar med Googles AI-prinsipper, som «erkjenner at avanserte teknologier kan reise viktige utfordringer som må håndteres tydelig, gjennomtenkt og positivt».

Googles Pattern Radio lar brukerne utforske tusenvis av timer med knølhvalsang ved hjelp av KI og gjøre egne oppdagelser.

Alphabet (GOOG ), morselskapet til Google, registrerte en omsetning på 76,69 milliarder USD for kvartalet som avsluttet 30. september 2023. Nettoinntekten for kvartalet var nesten 20 milliarder USD, med en utvannet EPS på 1,55 USD.

4. Arbimon fra Rainforest Connection

Den ideelle organisasjonen Rainforest Connection, som jobber med bevaringsteknologi, har utviklet en nettbasert lydanalyseplattform kalt Arbimon. Formålet er å gjøre analyse av bioakustiske data enklere og mer tilgjengelig.

Arbimon er en gratis nettplattform. Forskere og økologer kan bruke den til å laste opp sine lyddata og analysere dem på den mest avanserte måten mulig. Plattformen gir brukerne verktøy for å oppdage lyder fra lyddata og gruppere dem basert på rekkevidde, frekvens og lignende faktorer.

I et intervju fra 2023 ble det oppgitt at Arbimon kunne behandle 10 000 filer på noen sekunder ved bestemte analyseoppgaver. Hastigheten avhenger av materialet og behandlingen. Rainforest Connections daværende administrerende direktør Bourhan Yassin sa:

“Plattformen ble designet for spesifikt å tette gapet mellom forskning og bevaring slik at vi kan komme til et punkt hvor vi kan drive bevaringsarbeid på bakken.” 

Ifølge samme intervju fikk Arbimon den gang to til tre millioner nye opptak med noen dagers mellomrom. Store datasamlinger kan støtte kartlegging av biologisk mangfold, men innsamlingshastigheten varierer mellom prosjekter.

Omtalen fra 2023 oppga over 114 millioner opplastede opptak og rundt 3 000 forskere som brukte eller hadde brukt plattformen. Dette er historiske tall, ikke en løpende opptelling.

Rainforest Connection er en amerikansk ideell organisasjon som den gang hadde hovedkontor i Katy i Texas. Den 20. desember 2023 kunngjorde Patrick J. McGovern Foundation to tilskudd: 300 000 dollar til en åpen bioakustisk analyseplattform og 200 000 dollar til integrasjon av Wildlife Insights og Arbimon.

5. Bioacoustic AI Consortium

Bioacoustic AI-konsortiet startet i 2023 og omfattet åtte land og ti doktorgradsprosjekter. Det samlet 23 erfarne forskere, ni universiteter eller forskningsinstitutter, to museer, fem små og mellomstore bedrifter, tre frivillige organisasjoner og én offentlig organisasjon.

Visjonen eller formålet med konsortiet er å «gjøre dyrelyder forståelige ved hjelp av AI». På et funksjonelt nivå utvikler konsortiets forskningsprogram nye AI‑metoder for lyd direkte innenfor den anvendte konteksten av akustisk overvåkning av dyreliv. Prosjektet tror at bedre forståelse av dyr vil bidra til å beskytte biologisk mangfold, og AI kan hjelpe med å overvåke en rekke arter.

Konsortiet er i ferd med å utvikle AI‑oppgaveformuleringer i verdensklasse som passer til de spesielle begrensningene ved overvåkning av dyreliv, inkludert overvåkning av vanskelig å oppdage fugler og pattedyr i europeiske og tropiske lydlandskap. AI‑teknikkene vil hjelpe med å knytte dyrelyder til den sosiale og atferdsmessige strukturen i dyrenes liv.

KI og kontakt mellom arter til støtte for naturvern

Forskning på ukjente signaler kan øke kunnskapen om dyr og miljøet deres. KI hjelper til med å ordne store datamengder og finne mønstre, men betydningen må testes gjennom atferdsstudier. Bedre forståelse av ikke-menneskelig kommunikasjon kan støtte naturvernet. Prosjektene er forskningsskritt, ikke bevis for fri samtale med alle dyr eller utenomjordiske vesener.