科學家利用機器學習技術歸納出抹香鯨的”字母”
麻省理工學院CSAIL 計畫和CETI 計畫的研究人員相信,在機器學習技術的幫助下,他們已經解開了抹香鯨的”字母”。研究結果以《抹香鯨發聲中的脈絡與組合結構》為題發表,為我們了解鯨豚交流帶來了關鍵性突破。
這項研究涉及尾音–一系列具有不同語言功能的變化。 “我們發現,在尾音結構中存在著以前未曾描述過的變化,”CSAIL 主任Daniela Rus說。 “我們發現,抹香鯨發出聲音的尾音類型並不是任意的,而是構成了一個新發現的組合編碼系統。”
幾十年來,鯨的發聲一直是研究的一個重要課題,而這項新研究背後的團隊表示,他們在這種健談的海洋哺乳動物中發現了以前未知的細微差別。論文指出,先前的研究已經注意到抹香鯨有150 種不同的叫聲。
該報告解釋說:”其中一部分已被證明能夠編碼有關呼叫者和氏族身份的信息。然而,抹香鯨相互通信方式的幾乎所有其他方面,包括其結構和信息承載能力等基本問題,仍然是未知的。 “
這些研究小組借鑒了今年六月去世的海洋生物學家先驅羅傑-佩恩的研究成果,佩恩最具影響力的工作涉及座頭鯨的交流。
研究小組部署了機器學習解決方案,對研究員謝恩-吉羅(Shane Gero)在東加勒比海小島多米尼克海岸收集的8719 條抹香鯨資料集進行分析。
研究小組的方法改變了以往研究單一尾音的分析方法。如果把聲音當作鯨魚之間的交流來研究,就會形成更豐富的畫面。語境細節使用音樂術語進行分類。其中包括節奏、韻律、裝飾音和震顫。由此,研究團隊分離出了抹香鯨的拼音字母。
Rus 說:”這種音標可以系統地解釋所觀察到的尾音結構的變化。我們認為,這有可能是人類語言之外的第一個例子,在這個例子中,交流提供了一個語言概念–模式二重性的例子。
這些”詞”的意思會根據不同的語境而有所不同。論文補充:
我們的研究結果表明,抹香鯨的發聲形成了一個複雜的組合式交流系統:看似隨意的尾音類型可以透過節奏、節拍、震顫和裝飾音的組合來解釋。大型組合發聲系統在自然界中極為罕見;然而,抹香鯨對這種系統的使用表明,它們並不是人類獨有的,也可能產生於截然不同的生理、生態和社會壓力。
雖然這項突破令所有相關人員興奮不已,但仍有許多工作要做,首先是抹香鯨,然後可能擴展到其他物種,如座頭鯨。