Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
My mamy krakowskie „idźże, idźże, bajoku”. One nie mniej wymowne „klik... klik... klik-klik-klik”. Dla kaszalotów – największych myśliwych świata – ta seria kliknięć, nazywana przez badaczy „typem 1+1+3”, jest jak paszport. To zawołanie, które wyraźnie sygnalizuje region, z którego pochodzi nadawca.
Konkretnie – wody wokół karaibskiej wyspy Dominiki, gdzie „1+1+3” jest zawołaniem wykorzystywanym do identyfikacji przez co najmniej 20 miejscowych grup ogromnych waleni. I to właśnie tam zaczął się projekt, który może pozwolić nam po raz pierwszy zrozumieć, o czym klikają kaszaloty.
Na razie wiemy niewiele – że język zwierząt 20-metrowej długości istnieje (ostrożni naukowcy najczęściej piszą o „komunikacji przypominającej język”) i że rozmawiają one o czymś konkretnym. Nie robią tego zresztą dyskretnie. Kliknięcie kaszalota może mieć 230 decybeli głośności. Dla porównania, najgłośniejszy dźwięk zarejestrowany przez NASA, start jednej z księżycowych rakiet Saturn V, miał 204 decybele. Trzeba jednak odnotować, że dźwięk w wodzie rozchodzi się łatwiej; kaszalot na powierzchni jest mniej hałaśliwy, ale nawet wówczas udawałoby mu się produkować dźwięki o głośności przekraczającej 175 decybeli: wystarczająco głośne, by rozerwać ludzkie bębenki uszne.
Zatrąb na przyjaciela
Ich język opiera się na zawołaniach zwanych „kodami”, złożonych z serii kliknięć przypominających alfabet Morse’a. Grupy waleni wydają się porozumiewać za pomocą stałych, przekazywanych z pokolenia na pokolenie „słów”, które składają się na regionalne, klanowe i rodzinne dialekty. Kody są jednolite dla danego „języka”, ale jednocześnie zawierają elementy identyfikujące danego osobnika.
To nie koniec wokalnych możliwości kaszalotów, bo wydają z siebie też „zgrzytnięcia” przypominające odgłos zardzewiałego zawiasu, które zapewne służą im do lokalizacji ofiar, „wolne kliknięcia”, które wydają się mieć związek z poszukiwaniem partnera, i „trąbnięcia”, które samce wydają przed polowaniem. Co dokładnie znaczy cały ten harmider – na razie możemy tylko zgadywać.
Na pewno jednak jest dla nich ważny i może nam powiedzieć wiele o życiu w oceanach. Ludzki język przynajmniej częściowo ewoluował po to, by pośredniczyć w relacjach społecznych. Kaszaloty, choć czasem rozproszone na wielkim obszarze, również tworzą niezwykle złożone społeczne sieci: matriarchalne rodziny, klany, sojusze, czy coś, co nazwalibyśmy przyjaźniami. Opanowanie języka wydaje się jednym z najważniejszych elementów ich procesu dojrzewania – nowo narodzone walenie „gaworzą”, by dopiero z czasem nauczyć się słownictwa swojej grupy.
Złożone interakcje społeczne mogły – poza koniecznością analizowania mnóstwa danych płynących z rozbudowanych zmysłów – być jednym z czynników, który doprowadził też kaszaloty do wytworzenia największych w świecie zwierzęcym mózgów, pięciokrotnie większych od ludzkich. Mamy powody podejrzewać, że kaszaloty nie tylko mają doskonałą pamięć, ale też potrafią dzielić się doświadczeniami z innymi przedstawicielami swojego gatunku.
Aby to udowodnić, w ubiegłym roku badacze z Dalhousie University w Nowej Szkocji przeanalizowali zawartość dzienników pokładowych XIX-wiecznych statków wielorybniczych. Chcieli sprawdzić, jak zwierzęta reagowały na nowe, nieznane sobie wcześniej zagrożenie ze strony ludzi. Początkowo wielorybnicze wypady kończyły się rzezią, bo walenie nie rozumiały natury nowej groźby i starały się bronić tak, jak przez miliony lat broniły się przed atakami orek: tworząc kręgi, wewnątrz których znajdowały się ich dzieci, i bijąc napastnika ogonami. Zazwyczaj ginęły wszystkie. Skuteczność wielorybniczych polowań spadła jednak o 58 proc. w ciągu zaledwie kilku lat. Zamiast się bronić, walenie nauczyły się uciekać pod wiatr, zostawiając daleko w tyle wielorybnicze żaglowce. Ta nowa taktyka szybko rozeszła się od grupy do grupy, aż niemal wszystkie walenie w Atlantyku wiedziały, jak radzić sobie z nowym zagrożeniem.
Teraz inna grupa naukowców, interdyscyplinarny zespół skupiający uczonych z MIT, Harvardu, Oksfordu, ale też Google’a czy Microsoftu, chce wejść z wielorybami w dialog.
Program CETI
David Gruber chciał badać meduzy. Profesor biologii i nauk o środowisku Uniwersytetu Miejskiego w Nowym Jorku trafił w 2017 r. na stypendium Radcliffe Institute na Uniwersytecie Harvarda. Jego projekt badawczy miał skupiać się właśnie na niewielkich galaretowatych istotach, niezbyt lubianych i przez plażowiczów, i przez rybaków. „Wpadłem na pomysł, że gdybym mógł sprawić, by ludzie zakochali się w meduzach, mogliby zakochać się we wszystkim” – pisze Gruber.
Pracując nad meduzim projektem, zbłądził jednak w innym kierunku. Pewnego dnia słuchał na swoim biurowym laptopie nagrań wielorybich kliknięć. Zrządzeniem losu korytarzem przechodziła właśnie Shafi Goldwasser – kryptolożka, specjalistka od sztucznej inteligencji uhonorowana Nagrodą Turinga, która wykorzystuje algorytmy do znajdowania i przewidywania wzorców w danych. „To naprawdę interesujące – brzmią jak alfabet Morse’a” – miała powiedzieć Gruberowi.
Oboje skontaktowali się z bardzo eklektyczną grupą badaczy, obejmującą robotyków, kryptografów, specjalistów od uczenia maszynowego i biologów morskich. W 2019 r., w restauracji kilka przecznic od placu Harvard Yard, stworzyli plan projektu, który ma zmienić wszystko, co wiemy o podmorskim życiu. Projektu, który nieco przewrotnie nazwali „projektem CETI”.
CETI to skrót od „Cetacean Translation Initiative”, czyli „Inicjatywa Tłumaczenia Waleni”. Nazwa jest jasnym nawiązaniem do projektu SETI, czyli poszukiwania pozaziemskich inteligencji. Tak jak radioteleskopy SETI szukają inteligencji w kosmosie, hydrofony CETI próbują podsłuchiwać ją na naszej własnej planecie.
Plan gry jest stosunkowo prosty. Najpierw zespół musiał opracować nową generację sensorów, które pozwoliłyby nagrywać całą komunikację waleni na wybranym obszarze – liczącym 20 na 20 kilometrów wycinku morza u brzegów Dominiki. Jednocześnie czujniki powinny dostarczyć jak największej ilości danych na temat tego, co właściwie wieloryby robią, gdy wydają dźwięki – dzięki czemu dałoby się je osadzić we właściwym kontekście. Następnie wszystkie te dane miałyby zostać przeanalizowane przy użyciu zaawansowanych algorytmów uczenia maszynowego i przetwarzania naturalnego języka.
Uczeni mają nadzieję, że po zarejestrowaniu i przeanalizowaniu milionów zawołań kaszalotów, z pomocą sztucznej inteligencji będą w stanie ustalić podstawową strukturę języka wielorybów. Jego kluczowe elementy, gramatykę, to, czy faktycznie istnieją w nim jednostki podobne do naszych słów i zdań. Pierwsze wyniki są obiecujące. Stworzone przez zespół algorytmy co prawda nie są jeszcze w stanie stwierdzić, o czym rozmawiają walenie, ale potrafią już zidentyfikować rozmówców. Komputer prawidłowo wskazuje tożsamość wydającego dźwięki kaszalota w 94 procentach przypadków.
Masowa inwigilacja
Kaszaloty to nie jedyne stworzenia podsłuchiwane przez sztuczną inteligencję. Rozwój algorytmów analizujących treści pozwolił już uczonym zrozumieć złożone życie społeczne stworzeń takich jak nietoperze czy golce.
W 2019 r. zespół badaczy analizujących sonogramy obrazujące dźwięki wydawane przez myszy i szczury wykorzystał sieci neuronowe do powiązania różnych wydawanych przez gryzonie odgłosów z zachowaniami takimi, jak ucieczka czy próba zwabienia partnera. Badacze nazwali swój algorytm „DeepSqueak”, po czym wykorzystali go do „tłumaczenia” odgłosów wydawanych także m.in. przez lemury. Inne zespoły opracowały stosowane już na farmach algorytmy, które po samych odgłosach potrafią rozpoznać, kiedy kurczaki czy świnie są w niebezpieczeństwie.
Izraelsko-egipski zespół kierowany przez Yossiego Yovela, neuroekologa z Uniwersytetu w Tel Awiwie, nauczył się z kolei „rozumieć” zawołania egipskich nietoperzy owocożernych. Naukowcy wykorzystali kamery wideo i mikrofony do nagrywania ich grup przez 75 dni. Następnie przejrzeli nagrania, skrupulatnie odnotowując kilka ważnych szczegółów, takich jak to, który nietoperz wokalizował i w jakim kontekście. W sumie takich notatek stworzyli niemal 15 tysięcy.
Nietoperze są wojownicze, często kłócą się w swoich zatłoczonych koloniach, a zdecydowana większość ich odgłosów jest powiązana z agresją. Życie w kolonii to niekończąca się przepychanka. System uczenia maszynowego był jednak w stanie rozróżnić, z 61-procentową dokładnością, agresywne okrzyki wykonane w czterech różnych kontekstach, określając, czy dane wezwanie zostało wyemitowane podczas walki związanej z jedzeniem, poszukiwaniem partnera, znajdowaniem miejsca do przycupnięcia czy snem. Do tego w ponad połowie przypadków komputer był w stanie wskazać nie tylko to, kto krzyczał, ale i to, kto był strofowany.
Jeszcze dalej zaszli naukowcy badający golce piaskowe – nietypowe ssaki zamieszkujące podziemne kolonie we wschodniej Afryce. Te w zasadzie ślepe, pomarszczone zwierzęta nie są może szczególnie atrakcyjne, ale mają wiele do powiedzenia. Wyposażone w imponujące wibrysy i zęby gryzonie żyją w rodzinach podobnych do mrówczych czy pszczelich: każdą kolonią rządzi królowa, która jako jedyna samica się rozmnaża, a przytłaczająca większość mieszkańców jest sprowadzona do roli robotników i robotnic. W mrocznych korytarzach kolonii to właśnie dźwięk jest dla nich głównym sposobem utrzymywania kontaktu: gwiżdżą, ćwierkają, syczą, czkają i chrząkają na setki sposobów.
Kiedy dwa golce spotykają się w ciemnym tunelu, wymieniają się standardowym pozdrowieniem. Krótkie powitalne ćwierknięcie kryje w sobie jednak bogactwo danych i może nawet być świadectwem politycznych przemian zachodzących w golcowym „ulu”.
Alison Barker, neurobiolożka z Instytutu Badań nad Mózgiem im. Maksa Plancka w Niemczech, prowadzi badania nad społecznymi zachowaniami golców. Wykorzystała sztuczną inteligencję do analizy 36 tys. ćwierknięć zarejestrowanych w siedmiu koloniach golców.
Okazało się, że nie tylko każdy osobnik miał własną sygnaturę wokalną, ale też każda kolonia miała swój własny odrębny dialekt, który był przekazywany kulturowo z pokolenia na pokolenie. W czasach niestabilności społecznej – np. w kilka tygodni po brutalnym usunięciu dotychczas panującej królowej – te spójne dialekty się rozpadały. Kiedy nowa królowa rozpoczynała swoje panowanie, pojawiał się nowy dialekt.
„Wezwanie powitalne, które wydawało mi się dość proste, okazało się niezwykle skomplikowane” – mówiła badaczka „New York Timesowi”. Badacze podejrzewają, że dialekty poszczególnych kolonii – i ich zmiany – są sposobem na upewnienie się, że golce nie dzielą się swoimi zasobami z wrogiem, przedstawicielami innej kolonii, „buntownikami” lub przedstawicielami „starego reżimu”. Krótkie ćwierknięcie i prawidłowy odzew pozwalają upewnić się, że napotkany golec jest sojusznikiem, a nie sabotażystą.
Uczeni zaangażowani w te projekty są pewni, że jesteśmy u progu nowej epoki badań zwierzęcej komunikacji. „Próbujemy znaleźć tłumacza Google dla zwierząt” – mówiła w „NYT” Diana Reiss, ekspertka od komunikacji delfinów w Hunter College i współzałożycielka organizacji Interspecies Internet.
Głębia znaczeń
Dla naukowców z projektu CETI wieloryby też mają być zaledwie początkiem. „Nasze odkrycia zapewnią podstawę dla lepszego zrozumienia komunikacji innych zwierząt, zarówno w oceanie, jak i na lądzie: słoni, ptaków, goryli i innych” – piszą w jednym z komunikatów.
Jedno z podejść do problemu zrozumienia wielorybiej gramatyki polega na rysowaniu przez sieć neuronową losowo generowanego systemu reguł języka, a następnie sprawdzaniu, czy zarejestrowane „jednostki” konwersacji spełniają te zasady. Wyszkolona sieć neuronowa jest w stanie tworzyć tysiące czy miliony takich „gramatyk”, by znaleźć te, które pasują do zebranych od zwierząt danych.
Danych musi być jednak mnóstwo. Poza tym trzeba dopasować je do konkretnych zachowań. W tym celu badacze opracowali już nowe, wyrafinowane czujniki, które będą rejestrować dźwięk 24 godziny na dobę. Przymocowane do boi systemy będą nagrywać zawołania wielorybów na całej głębokości ich rewiru – od powierzchni oceanu aż do tysięcy metrów pod jego powierzchnią. Chodzi, jak mówią naukowcy, o słuchanie wielorybów w ich własnym otoczeniu, na ich własnych warunkach. Badacze opracowują też kamery wideo, które po przymocowaniu do skóry walenia będą obserwować jego zachowania przez trzy doby, nawet w zupełnej ciemności, i nagrywać wysokiej jakości dźwięk. W przyszłości do narzędzi zespołu mają dołączyć robotyczne ryby czy drony-amfibie.
Docelowo, systemy uczenia maszynowego powinny być w stanie generować wiarygodne odpowiedzi na określone zawołania wielorybów i odtwarzać je w czasie rzeczywistym. Naukowcy mogliby stworzyć „czatbota” do rozmowy z morskimi ssakami, nawet zanim będą w pełni rozumieć, na jaki temat prowadzona jest rozmowa. Te konwersacje maszyny i wielorybów mogłyby pomóc naukowcom udoskonalić ich modele i poprawić nasze rozumienie zwierząt. Otworzyć drogę do rozszyfrowania „języka wielorybiego” przez ludzi. Początkowo jednak doszłoby do zjawiska zupełnie fantastycznego: sztuczna inteligencja rozmawiałaby z inteligencją zwierzęcą bez udziału człowieka.
PRZECZYTAJ TAKŻE:
CZY ROŚLINY SIĘ UCZĄ? Pytanie może wydawać się dziwne, ale w nauce nie można niczego zakładać z góry. Trzeba przeprowadzić eksperyment >>>>
Ostatecznym celem jest oczywiście nauczenie się generowania zrozumiałych dla tych zwierząt zawołań i wejście z nimi w ludzko-wielorybi kontakt. „Pojawia się pytanie: co zamierzasz im powiedzieć?” – mówiła badająca kaszaloty z Karaibów Shane Gero magazynowi „National Geographic”. „Nie chodzi o wchodzenie z nimi w rozmowę. Chodzi o to, że chcemy wiedzieć, co mówią, i że nas to obchodzi”.
A kiedy już faktycznie nauczymy mówić się po wielorybiemu, to co będziemy chcieli powiedzieć waleniom: „Przepraszamy”? ©
ROZMIAR MA ZNACZENIE?
DUŻE ZWIERZĘTA muszą mieć duże mózgi. Ta prosta prawidłowość była podstawą do stworzenia popularnego parametru, który ma pozwalać lepiej porównywać rozwój umysłowy zwierząt niż bezwzględne rozmiary mózgu. To tzw. współczynnik encefalizacji (EQ), który informuje o tym, jak względnie duży mózg posiadają przedstawiciele danego gatunku, jeśli weźmiemy pod uwagę rozmiary ich ciała. W przypadku ludzi wynosi on ok. 7 – to oznacza, że mamy siedmiokrotnie większe mózgi, niż spodziewalibyśmy się u typowego ssaka o naszych rozmiarach. EQ dla delfinów butlonosych wypada w okolicach 4, a w przypadku szympansów czy gibonów ma wartość ok. 2,5 (wartość równą 1 przyjmuje się dla kota).
WEDLE OSZACOWAŃ Michele Povinelli i współpracowników z 2014 r. dla kaszalotów współczynnik encefalizacji nie jest zbyt imponujący – wynosi ok. 1,2-1,3. Nie musi to jednak oznaczać, że mózgi tych waleni są zupełnie przeciętnych rozmiarów jak na ssaki. Dla ogromnych zwierząt, wśród których poszczególne osobniki mogą się zresztą znacznie różnić rozmiarami ciała, współczynnik encefalizacji na ogół nie jest wysoki. W przypadku słoni ma on podobną wartość jak u kaszalotów, a dla płetwali błękitnych, czyli innego przedstawiciela waleni, jest kilkakrotnie mniejszy. Być może zapotrzebowanie takich olbrzymich ciał na „układ sterujący” jest odpowiednio mniejsze niż u zwierząt o małych czy średnich rozmiarach. ©(P) ŁK
