Komunikasyon ng Balyena at AI: Pananaliksik sa Unang Pakikipag-ugnayan noong 2023

Ang unang mga balyena ay lumitaw sa isang anyo na iba sa alam natin ngayon halos 50 milyong taon na ang nakalipas. Sa kabilang banda, ang napakalaking pag-unlad na nakikita natin sa paligid ng Artipisyal na Intelihensiya ngayon ay tanda ng makabagong panahon. Ipinapakita ng pagsasama ng pag-aaral sa sinaunang pangkat ng mga hayop at bagong teknolohiya ang pagsulong ng agham. Sinusuri ng pagbabalik-tanaw na ito sa 2023 kung ano talaga ang ipinakita ng mga resulta.

I-click dito upang matutunan ang lahat tungkol sa pamumuhunan sa AI.

Balyena at Komunikasyon ng Hindi-Tao na Intelihensiya

Isang koponan ng mga siyentipiko mula sa SETI Institute, University of California Davis, at Alaska Whale Foundation ay nag-aaral ng komunikasyon ng mga humpback whale. Layunin nilang bumuo ng mga filter ng intelihensiya na makakatulong sa paghahanap ng extraterrestrial intelligence. 

Sa pag-aaral na inilathala noong Nobyembre 2023, inilarawan ang isang engkuwentro noong Agosto 2021 sa babaeng humpback whale na si Twain. Nagpatugtog ang mga mananaliksik ng nairekord na tawag sa pakikipag-ugnayan gamit ang isang speaker sa ilalim ng tubig. Lumapit si Twain at nanatiling malapit sa bangka sa humigit-kumulang dalawampung minutong palitan ng mga tawag. Ipinakita ng pagsusuri ng pagitan ng mga tugon ang pagtutugma sa tiyempo, lalo na sa unang yugto.

Kahalagahan ng Pag-aaral

Inilarawan ng pangunahing may-akdang si Brenda McCowan ng UC Davis ang pangyayari bilang unang ganitong palitan ng komunikasyon sa pagitan ng tao at humpback whale sa wika ng humpback. Tumutukoy ito sa partikular na uri ng interaksiyong iyon, hindi sa unang komunikasyon ng tao sa anumang hayop.

Ayon sa kapwa may-akdang si Dr. Fred Sharpe:

“Ang mga humpback whale ay napaka-matalino, may kumplikadong sistemang panlipunan, gumagawa ng mga kasangkapan – mga lambat na gawa sa bula upang manghuli ng isda – at malawak na nakikipagkomunika sa pamamagitan ng mga awit at mga tawag panlipunan.” 

Inilarawan ng pag-aaral ang isang bihirang interaksiyong naobserbahan nang magkaroon ng pagkakataon sa iisang balyena. Nakatutulong ito sa pagdisenyo ng mga eksperimentong inaangkop ang pinatutugtog na tunog. Hindi nito natukoy ang kahulugan ng wika ng balyena o nagsanay ng AI na nagsasalin ng mga tawag nito.

Ang papel-pananaliksik ay tumalakay sa mga katangian ng komunikasyon ng humpback whale na maaaring makatulong sa pag-aaral ng hindi-taong intelihensiya at pagbuo ng mga pamamaraan sa pagsusuri ng di-kilalang signal.

• Ang utak ng Humpback Whale ay may malaking auditory cortex at mga kumpol ng spindle neurons.
• Iminungkahi ng mga may-akda na maaaring sumuporta ang maunlad na kakayahang kognitibo sa mga kasanayang akustiko ng humpback whale.
• Ang mga acoustic na tagumpay ng humpback whale ay hindi limitado sa mga random na tunog at tawag. Kabilang dito ang mahahaba, ritmik, at patuloy na umuunlad na mga awit.
• May mga ritmikong padron, iba’t ibang anyo ng tunog, at katahimikan sa pagitan ng mga tunog na magkakaiba ang haba sa awit ng humpback whale. Nagbibigay ito ng paghahambingan sa pag-aaral ng komunikasyon, ngunit hindi nangangahulugang katumbas ito ng wika ng tao.

Ang mga katangiang ito ay nagbigay sa mga mananaliksik ng paniniwala na ang pagkakaiba-iba ng mga signal na maaaring likhain ng isang balyena ay isang mahalagang indikasyon ng kung gaano sila ka-flexible sa pag-uugali at – samakatuwid – maaaring magbigay ng mahusay na pagkakataon upang subukan ang mga teknolohiya para sa pakikipag-ugnayan sa potensyal na hindi-taong intelihensiya. 

Ang pagtatatag ng mga unang pakikipag-ugnayan ay palaging isang paksa ng malaking interes para sa mga mananaliksik. National Geographic ay naglalarawan ng unang pakikipag-ugnayan bilang “unang engkwentro sa pagitan ng mga kultura na dati ay hindi alam ang isa’t isa.” 

Maraming engkuwentro sa kasaysayan sa pagitan ng mga pamayanang may magkakaibang wika at kaugalian. Sa kasaysayan ng Americas, karaniwang tumutukoy ang unang pakikipag-ugnayan sa mga unang pagkikita ng mga katutubong pamayanan at mga Europeo sa iba’t ibang lugar at panahon. Hindi nagmula ang mundo sa iisang kultura, at hindi palaging mapayapa ang mga pagkikitang ito.

Ang pagtatatag ng unang pakikipag-ugnayan ay hanggang ngayon ay naging matrabaho at magastos dahil kinabibilangan ito ng pag-aaral ng mga bagong senyas – pasalita, pisikal, at nakasulat. Ang pag-aaral ng mga signal o pattern ng komunikasyon ay kinabibilangan din ng pagdodokumento, pagtuklas ng mga pattern, at muling paglikha para maintindihan at ma-interpret ng ibang lahi, at marami pang iba. 

Palagi nang interesado ang mga siyentipiko sa paggamit ng teknolohiya upang makipag-ugnayan sa hindi kilala, at ang AI ay ang pinakabagong karagdagan sa pagsisikap na iyon.

Ang Paggamit ng AI upang Makipag-usap sa mga Hindi-Tao

Binigyang-diin ni Karen Bakker, na noon ay propesor sa University of British Columbia at Radcliffe Fellow noong 2022–2023:

“Kailangan nating maunawaan ang komunikasyon ng hindi-tao sa sarili nitong mga termino.”

Gumagamit ang digital bioacoustics ng mga sensor, rekording, at pagsusuring gaya ng AI upang pag-aralan ang mga tunog ng hayop at kaugnay nitong pag-uugali. Pinag-aaralan din ang mga tunog ng halaman; hindi ito patunay na mayroon nang naisaling wika ng mga halaman.

Isang panayam kay Karen Bakker sa Scientific American ang tumalakay sa paggamit ng teknolohiya sa pag-aaral ng komunikasyon ng mga pukyutan.

Komunikasyon ng mga Pukyutan

Pinag-aralan ni Tim Landgraf ng Freie Universität Berlin at ng kanyang mga kasamahan ang komunikasyon ng mga pukyutan. Ginagamit ang computer vision at pagsubaybay upang suriin ang galaw at interaksiyon ng bawat pukyutan sa pugad.

Nagbibigay ang sayaw ng mga pukyutan ng impormasyon tungkol sa direksiyon at layo ng pagkain. Sa pagtatala ng pag-uugali at paggamit ng robotika, nasusubok kung aling mga signal ang tinutugunan ng ibang pukyutan. Hindi ito pangkalahatang tagapagsalin ng kanilang wika.

Binuo ni Landgraf at ng mga kasamahan ang RoboBee upang gayahin ang ilang signal ng waggle dance. Sa mga inilathalang eksperimento, sinundan ng mga pukyutan ang sayaw ng robot. Ipinakita ng pagsubaybay gamit ang radar na ginamit ng ilan sa mga lumipad palabas ang impormasyong ito upang iangkop ang kanilang ruta. Ito ay paghahatid ng direksiyon at layo ng paglipad, hindi pagsunod sa anumang utos ng tao.

Ang mga pagsisikap tulad nito, na nakasentro sa paggamit ng AI upang magkaroon ng komunikasyon sa hindi-tao, ay tinanggap din sa ibang bahagi ng mundo. Halimbawa, ang Earth Species Project ay isang non-profit na nakatuon sa paggamit ng AI upang i-decode ang komunikasyon ng hindi-tao.

1. Earth Species Project

Layunin ng Earth Species Project na gamitin ang makabagong machine learning upang siyasatin ang mga padron at kahulugan ng komunikasyon ng hayop. Ang pagbubukas ng komunikasyon sa ibang species ay layunin ng pananaliksik, hindi kakayahang malayang makipag-usap na nakamit na.

Ang Crow Vocal Repertoire project, halimbawa, ay nakatuon sa pagmamapa ng mga tawag ng Hawaiian crow at carrion crow. Layunin nitong unawain ang papel ng akustikong komunikasyon sa koordinasyon ng grupo. Maaari ring makatulong sa konserbasyon ang pag-unawa sa pagkakaiba ng kultura at pag-uugali; hindi ito handa nang paraan ng pakikipag-usap ng tao sa mga uwak.

Ang isa pang proyekto ay bumubuo ng self-supervised na mga pamamaraan upang matuklasan ang mga etogram, o talaan ng pag-uugali ng hayop. Mula ang datos sa mga sensor na ikinakabit sa hayop, na tinatawag na biologger. Maaari nitong itala ang galaw at tunog, depende sa kagamitan. Ang etogram ay hindi etnograpiya.

Ang Bioacoustics ay isang bagay na maraming malalaking organisasyon din ang pinagtatrabahuhan. Ang Microsoft (MSFT ) ay isang halimbawa nito. 

2. Pananaliksik ng Microsoft Research sa Bioakustika

Ang mga pagsisikap sa bioacoustics ng Microsoft Research ay nakatuon sa paggamit ng AI upang iproseso ang mga audio recording ng iba’t ibang species. Ito ay nag-aaral at nagsusuri ng iba’t ibang aspeto ng paglikha, pagkalat, at pagtanggap ng tunog sa mga hayop.

Gumagamit ang isang proyekto ng Microsoft Research ng self-supervised learning upang suriin ang mga pangkat ng tunog ng hayop. Maaaring mula ang mga ito sa iba’t ibang species o kumatawan sa iba’t ibang uri ng tawag ng iisang species. Hindi ito mga stereotype tungkol sa tao.

Binuo rin ng Microsoft Research ang Akoustos, isang pakete para sa awtomatikong pagsusuri ng bioakustikong datos. Sinusuportahan nito ang pag-uuri ng mga tunog sa dalawa o higit pang klase. Maaaring makatulong ang ganitong kagamitan sa paglalagay ng label at pagsusuri ng tunog para sa pananaliksik at konserbasyon; nakadepende sa implementasyon ang mga tampok.

Sa isa pang proyekto ng Microsoft Research, na pinamagatang ‘Using bioacoustics for multi-species classification,’ sinusuri ng koponan ang deep convolutional neural networks para sa pagklasipika ng mga tawag ng 24 na ibon at amphibian species. 

Noong taong piskal 2022, iniulat ng Microsoft ang humigit-kumulang US$198 bilyong kita at US$83 bilyong tubo mula sa operasyon. Lumampas sa US$100 bilyon ang takbo ng kita ng Microsoft Cloud kapag itinumbas sa isang taon. Ang aktuwal na kita nito sa buong taong piskal ay US$91.2 bilyon.

Noong 2022, nagbigay ang Microsoft ng US$3.2 bilyong donasyon at diskwentong teknolohiya sa 302,000 nonprofit na nagsisilbi sa mahigit 1.2 bilyong tao sa buong mundo. 

3. Google AI for Social Good

Noong Abril 2021, inilarawan ng Google ang dati nang nabuong machine-learning model na tumutukoy sa presensiya ng tunog ng humpback whale sa mga rekording. Binuo ito kasama ang National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ng Estados Unidos. Sinusuportahan nito ang pag-aaral ng pag-uugali, pagkalat, populasyon, at interaksiyon sa tao, ngunit hindi nito isinasalin ang kahulugan ng lahat ng tunog ng balyena.

Ang Project ay binuo alinsunod sa mga prinsipyo ng AI ng Google, na “kinikilala na ang mga advanced na teknolohiya ay maaaring magdala ng mahahalagang hamon na dapat harapin nang malinaw, maingat, at positibo.”

Pinahihintulutan ng Project ng Google ang mga gumagamit na gamitin ang AI upang tuklasin libu-libong oras ng mga awit ng humpback whale at gumawa ng kanilang sariling mga tuklas gamit ang Pattern Radio. 

Ang Alphabet (GOOG ), ang pangunahing kompanya ng Google, ay nag-ulat ng kita na US$76.69 bilyon para sa quarter na nagtapos noong Setyembre 30, 2023. Ang netong kita nito para sa quarter ay halos US$20 bilyon, na may diluted EPS na US$1.55. 

4. Arbimon ng Rainforest Connection

Binuo ng Rainforest Connection, isang nonprofit na nakatuon sa teknolohiya para sa konserbasyon, ang online na plataporma sa pagsusuri ng tunog na Arbimon. Layunin nitong gawing mas madali at mas naaabot ang pagsusuri ng bioakustikong datos.

Ang Arbimon ay isang libreng online platform. Maaaring gamitin ito ng mga siyentipiko at ekologo upang i-upload ang kanilang audio data at i-analyze ito sa pinaka-advanced na paraan. Ang platform ay nagbibigay sa mga gumagamit ng mga tool upang matuklasan ang mga tunog mula sa audio data at i-grupo ang mga ito batay sa saklaw, frequency, at iba pang katulad na salik. 

Ayon sa isang panayam noong 2023, kayang iproseso ang 10,000 file sa loob ng ilang segundo para sa ilang gawain sa pagsusuri. Nakasalalay ang bilis sa datos at gawain. Sinabi ni Bourhan Yassin, na noon ay CEO ng Rainforest Connection:

“Ang platform ay dinisenyo upang partikular na tugunan ang agwat sa pagitan ng pananaliksik at konserbasyon upang maabot natin ang punto kung saan maaari tayong magpatupad ng aksyon sa konserbasyon sa lupa.” 

Ayon sa parehong panayam, nadaragdagan noon ang Arbimon ng dalawa hanggang tatlong milyong rekording kada ilang araw. Makakatulong ang malalaking koleksiyon sa pagmamapa ng biodiversity, ngunit nag-iiba ang bilis ng pangangalap ayon sa proyekto.

Sa ulat noong 2023, nabanggit ang higit sa 114 milyong na-upload na rekording at humigit-kumulang 3,000 mananaliksik na gumagamit o gumamit ng plataporma. Mga historikal na bilang ang mga ito, hindi kasalukuyang tala.

Ang organisasyong Amerikano na noon ay nakabase sa Katy, Texas, na Rainforest Connection ay isang nonprofit. Noong Disyembre 20, 2023, inanunsiyo ng Patrick J. McGovern Foundation ang dalawang gawad dito: US$300,000 para sa bukas na plataporma ng bioakustikong pagsusuri at US$200,000 para sa integrasyon ng Wildlife Insights at Arbimon.

5. Bioacoustic AI Consortium

Nagsimula noong 2023 ang Bioacoustic AI consortium na sumasaklaw sa walong bansa at sampung proyektong pangdoktorado. Kabilang dito ang 23 bihasang mananaliksik, siyam na unibersidad o institusyong pananaliksik, dalawang museo, limang maliit o katamtamang negosyo, tatlong NGO, at isang organisasyong pampamahalaan.

Ang bisyon o layunin ng konsorsyum ay “intindihin ang mga tunog ng hayop gamit ang AI.” Sa isang functional na antas, ang research program ng konsorsyum ay bumubuo ng mga bagong AI method para sa tunog direkta sa konteksto ng acoustic wildlife monitoring. Naniniwala ang Project na ang mas mahusay na pag-unawa sa mga hayop ay makakatulong sa proteksyon ng biodiversity, at ang AI ay makakatulong sa pag-monitor ng iba’t ibang species. 

Ang konsorsyum ay nasa landas na mag-develop ng best-in-class AI task formulations na angkop sa mga espesyal na limitasyon ng wildlife monitoring tasks, kabilang ang pag-monitor ng mahihirap ma-detect na ibon at mammal sa mga European at tropikal na soundscapes. Tutulungan ng mga AI technique na iugnay ang mga tunog ng hayop sa sosyal at behavioral na estruktura ng buhay ng hayop.

AI at Pakikipag-ugnayan sa Ibang Species para sa Konserbasyon

Ang pag-aaral ng di-kilalang signal ay makapagpapalawak ng kaalaman tungkol sa mga hayop at kanilang kapaligiran. Tumutulong ang AI sa pagsasaayos ng malalaking datos at pagtukoy ng mga padron, ngunit kailangang subukin ang kahulugan sa pag-aaral ng pag-uugali. Maaaring makatulong ang mas mahusay na pag-unawa sa komunikasyong hindi-tao sa konserbasyon. Mga hakbang sa pananaliksik ang mga proyektong ito, hindi patunay ng malayang pag-uusap sa lahat ng hayop o nilalang mula sa kalawakan.