Valar kan vara nyckeln till att träna AI för första kontakt

De första valarna dök upp i en form som skiljer sig från vad vi känner till idag för nästan 50 miljoner år sedan. I kontrast är de enorma framstegen vi ser kring Artificial Intelligence idag kanske det mest moderna kännetecknet för vår tid. Sammanflätningen av dessa två element speglar den omfattande vetenskapliga och teknologiska utveckling vi har gjort genom vår civilisation. Eftersom nyheterna kan låta otroligt otroliga – åtminstone först – måste vi börja med att reda ut dem så fullständigt som möjligt. 

Klicka här för att lära dig allt om att investera i AI.

Valar och kommunikation med icke-mänsklig intelligens

Ett team av forskare från SETI Institute, University of California Davis och Alaska Whale Foundation har studerat knölvalars kommunikation. De avser att utveckla intelligensfilter som kan hjälpa till att söka efter utomjordisk intelligens. 

Teamet upplevde betydande framgång när en val vid namn Twain svarade på det ‘kontakt’-samtal som forskarna spelade in i havet via en undervattenshögtalare. Kontakt-samtalet var modellerat i en konversativ stil som liknade en vals ‘hälsningssignal’. Utbytet varade i 20 minuter, och valen svarade på varje uppspelningssignal och matchade intervallvariationerna mellan varje signal. 

Betydelsen av studien

Enligt Brenda McCowan, huvudförfattare vid UC Davis, tros detta vara det “första sådana kommunikativa utbytet mellan människor och knölvalar på knölvalarnas språk.” 

Enligt Dr. Fred Shape, medförfattare till studien:

“Knölvalar är extremt intelligenta, har komplexa sociala system, tillverkar verktyg – nät av bubblor för att fånga fisk – och kommunicerar omfattande både med sånger och sociala rop.” 

Studiernas betydelse ligger i att detta var första gången kommunikation kunde etableras mellan en människa och en icke-mänsklig entitet som är intelligent och en del av ett komplext socialt system. 

Forskningsartikeln citerade några egenskaper hos knölvalars kommunikationsstil som gör den ännu viktigare som en potentiell ingångspunkt för att träna artificiell intelligens för första kontakt. 

• Knölvalens hjärna har en stor auditiv cortex och kluster av spindelneuroner.
• Forskningen tror att imponerande mentala förmågor sannolikt ligger till grund för knölvalens “överlägsna akustiska förmåga”.
• Knölvalens akustiska prestationer är inte begränsade till slumpmässiga ljud och rop. De omfattar långa, rytmiska och ständigt utvecklande sånger. 
• Precis som människor innehåller knölvalens sång ett liknande frekvensband bestående av tonade och otonade element, med tystnad som avbryter vokaliseringarna av varierande varaktighet. 

Dessa egenskaper fick forskarna att tro att mångfalden av signaler en val kan producera var en viktig indikation på hur beteendemässigt flexibla de var och – därför – kunde erbjuda en utmärkt möjlighet att testa teknologier för interaktion med en potentiell icke-mänsklig intelligens. 

Att etablera första kontakter har alltid varit av stort intresse för forskare. National Geographic definierar en första kontakt som det “initiala mötet mellan kulturer som tidigare var omedvetna om varandra.” 

Världen som vi ser den idag är byggd av en kultur, med sitt eget språk och sociala seder, som migrerar till en ny plats och blandas med människor som lever där med en annan uppsättning språk och seder. Till exempel, i Amerika hänvisar den första kontakten till när de inhemska folken på landet började interagera med européerna på 1500- och 1600-talen. 

Att etablera första kontakt har hittills varit tidskrävande och besvärligt eftersom det innebär att lära sig nya tecken – verbala, fysiska och skrivna. Att lära sig dessa signaler eller kommunikationsmönster innebär också att dokumentera dem, upptäcka mönstren inom dem, reproducera dem så att den främmande gruppen kan förstå och tolka dem, och mer. 

Forskare har alltid varit intresserade av att använda teknik för att kommunicera med det okända, och AI har varit det senaste tillskottet till den insatsen.

Användning av AI för att tala med icke-människor

Enligt Karen Bakker, professor vid University of British Columbia och Fellow vid Radcliffe Institute for Advanced Study:

“Vi måste förstå icke-mänsklig kommunikation på dess egna villkor.”

Ansträngningar mot detta mål har gett upphov till området ‘digital bioakustik’ som studerar hur artificiell intelligens och förbättrade sensorer kan hjälpa till att observera och avkoda hur en mängd arter, inklusive växter, delar information på sina egna sätt. 

Ett intervju mellan Karen Bakker och Scientific American gav detaljer om hur teknik kan hjälpa till att kommunicera med honungsbin. 

Kommunikation med honungsbin

Den relevanta forskningen leddes av Tim Langdraf från Freie University Berlin. Den använde framgångsrikt datorer och djupinlärningsalgoritmer för att följa hur honungsbin talar med varandra genom sina kroppsrörelser samt ljud. 

De positiva resultaten var ett resultat av att försiktigt kombinera datorseende med naturlig språkbehandlingskapacitet. Forskarna har enligt uppgift förfinat algoritmer för att spåra enskilda bin och den påverkan som en enskild bins kommunikation kan ha på en annan bin. 

Landgraf kodade sedan denna information i en robot, som han kallade RoboBee. Han designade sju eller åtta prototyper för att så småningom skapa ett ‘bi’ som kunde gå in i bikupan och avge kommandon som honungsbin skulle lyda. Detta ledde till en robotisk integration som gick bortom idén om att etablera ‘Första kontakt’ med en bi som utfärdar kommandon, talar om för en bi när den ska sluta, och mer.

Ansträngningar som detta, modellerade kring att använda AI för icke-mänsklig kommunikation, har också tagits upp på andra håll i världen. Till exempel är Earth Species Project en ideell organisation som är dedikerad till att använda AI för att avkoda icke-mänsklig kommunikation.

1. Earth Species Project

Den drivande visionen för Earth Species Project var att utnyttja modern maskininlärning för att bygga kraftfulla semantiska representationer av språk som vi kan använda för att låsa upp kommunikation med andra arter. Projektet har gjort flera framgångsrika försök att förstå hur icke-människor interagerar hittills. 

Crow Vocal Repertoire-projektet, till exempel, involverade seniora AI-forskningsvetenskapsmän för att kartlägga de vokala repertoarerna hos två kråkarter. Projektets mål var att förstå rollen av akustisk kommunikation i gruppkoordinering. Forskarna trodde att kartläggning av de vokala repertoarerna hos den hawaiianska kråkan och kadaverkråkan kunde hjälpa till att avslöja kulturella och beteendemässiga komplexiteter som är avgörande för att planera effektiva icke-mänskliga konversationsstrategier.

En annan grupp av seniora AI-forskningsvetenskapsmän som är involverade i Projektet för självövervakad etnografisk upptäckt har arbetat med självövervakade metoder för att tolka data insamlade från djurbärda taggar, kända som bio-loggers. Bio-loggers skulle hjälpa forskare att registrera ett djurs rörelser och få audio-visuellt material från djurets perspektiv.

Bioakustik är något som många storskaliga organisationer också arbetar med. Microsoft (MSFT ) är ett sådant exempel.

2. Microsoft Research Working on BioAcoustics

Microsoft Researchs bioakustikinsatser är inriktade på att utnyttja AI för att bearbeta ljudinspelningar av olika arter. Det studerar och utforskar olika aspekter av ljudproduktion, spridning och mottagning hos djur.

I ett av sina projekt utforskar Microsoft Research-labbet samtalskluster för flera djurarter. Det utvecklar självövervakade inlärningsmodeller som hjälper till att utforska kluster av djurrop som antingen kommer från olika arter eller innehåller olika stereotyper av rop från samma art.

Ett annat projekt av Microsoft Research utvecklar en automatiserad bioakustisk analysplattform kallad Akoustos. Analysplattformen syftar till att hjälpa bevarandeorganisationer och forskare med automatiserad akustisk annotering och analys med maskininlärningstekniker. Den kommer att låta användare ladda upp ljudfiler och motsvarande etiketter till plattformen. Plattformen kommer också att kunna automatiskt bearbeta ljuddata och bygga komplexa maskininlärningsmodeller.

I ett annat projekt av Microsoft Research, med titeln ‘Using bioacoustics for multi-species classification’, utvärderar teamet djupa konvolutionella neurala nätverk för att klassificera ropen från 24 fågel- och amfibiearter.

Under räkenskapsåret 2022 rapporterade Microsoft 198 miljarder USD i intäkter och 83 miljarder USD i rörelseresultat. Det var första gången Microsoft Cloud översteg 100 miljarder USD i årlig intäkt.

År 2022 tillhandahöll Microsoft 3,2 miljarder USD i donerad och rabatterad teknik till 302 000 ideella organisationer som betjänar över 1,2 miljarder människor globalt.

3. Google AI for Social Good

Det har nu gått nästan fyra år sedan Google AI for Social Goods bioakustikteam skapade en ML-modell som hjälper den vetenskapliga gemenskapen att upptäcka knölvalsljud med hjälp av akustiska inspelningar. Google utvecklade detta verktyg i samarbete med National Oceanic and Atmospheric Association för att hjälpa biologer att studera valarnas beteenden, mönster, populationer och potentiella mänskliga interaktioner.

Projektet har utvecklats i enlighet med Googles AI-principer, som “erkänner att avancerad teknik kan skapa viktiga utmaningar som måste hanteras tydligt, eftertänksamt och bekräftande.”

Googles projekt ger användare möjlighet att utnyttja AI för att utforska tusentals timmar av knölvalssånger och göra egna upptäckter med Pattern Radio.

Alphabet (GOOG ), Googles moderorganisation, registrerade en intäkt på 76,69 miljarder USD för kvartalet som avslutades den 30 september 2023. Dess nettoresultat för kvartalet uppgick till nästan 20 miljarder USD, med en utspädd vinst per aktie på 1,55 USD.

4. Arbimon by Rainforest Connection

Den ideella organisationen Rainforest Connection, som arbetar med bevarande‑teknik, har utvecklat en online‑plattform för ljudanalys med namnet Arbimon. Syftet är att göra bioakustisk dataanalys enklare och mer tillgänglig.

Arbimon är en gratis online‑plattform. Forskare och ekologer kan använda den för att ladda upp sina ljuddata och analysera dem på det mest avancerade sättet som är möjligt. Plattformen utrustar användare med verktyg för att upptäcka ljud från ljuddata och gruppera dem baserat på räckvidd, frekvens och liknande faktorer.

Med Arbimon kommer det att vara möjligt att bearbeta 10 000 filer på några sekunder. Och enligt Burhan Yassin, VD för Rainforest Connection:

“Plattformen designades för att specifikt adressera klyftan mellan forskning och bevarande så att vi kan nå en punkt där vi kan driva bevarandeåtgärder på marken.” 

När den fortsätter samla in mer data planerar Arbimon att börja kartlägga hur biologisk mångfald ser ut på en holistisk nivå. Varannan dag lägger Arbimon till mellan 2 och 3 miljoner inspelningar. Det tar forskningsinstitut år att samla in så mycket data.

Plattformen har nu mer än 114 miljoner inspelningar uppladdade, med omkring 3 000 forskare som har använt den eller använder den.

Huvudkontoret ligger i Katy, Texas, USA, och Rainforest Corporation är en ideell organisation. Den erhöll bidrag på 500 000 USD från Patrick J. McGovern Foundation den 20 december 2023.

5. Bioacoustic AI Consortium

Detta forskningsdrivna konsortium omfattar åtta länder och tio doktorandprojekt. Det inkluderar 23 erfarna forskare, nio universitet/forskningsinstitut, två museer, 5 små och medelstora företag, 3 NGO:s och en statlig organisation.

Visionen eller syftet med konsortiet är att “förstå djurljud med hjälp av AI.” På en funktionell nivå utvecklar konsortiets forskningsprogram nya AI‑metoder för ljud direkt inom den tillämpade kontexten av akustisk övervakning av vildmark. Projektet tror att en bättre förståelse av djur skulle hjälpa till att skydda den biologiska mångfalden, och AI kan hjälpa till att övervaka en mängd olika arter.

Konsortiet är på väg att utveckla förstklassiga AI‑uppgiftsformuleringar som är lämpliga för de speciella begränsningarna i övervakningsuppgifter för vildmark, inklusive övervakning av svårupptäckta fåglar och däggdjur i europeiska och tropiska ljudlandskap. AI‑teknikerna kommer att hjälpa till att koppla djurljud till den sociala och beteendemässiga strukturen i djurens liv.

AI‑baserad första kontakt för gott

Sökandet efter det okända har konsekvent varit den drivande kraften bakom skapandet av den omfattande kunskapsbasen i den mänskliga civilisationen över tid. AI påskyndar takten med vilken vi avancerar mot att avkoda tidigare okända signaler och språk. Att bygga relationer med icke‑mänskliga enheter kommer att förbättra vår förståelse av dem, vilket leder till mer effektivt skydd. Eftersom biologisk mångfald och hållbarhet blir universella prioriteringar, är det nästan dags att utnyttja den stora kunskapsrikedom som finns i den icke‑mänskliga världen.