Чи може ШІ допомогти нам говорити з тваринами? Розказують експерти
На перший погляд може здаватися, що доктор Дулітл (чи Айболіт на пострадянських просторах) і штучний інтелект мають між собою мало спільного. Один прийшов із дитячої літератури початку ХХ століття, інший міцно вкорінився в ХХІ. Один — лікар, який став ветеринаром і вмів розмовляти з тваринами, інший — комп’ютерна технологія, яка цього не вміє. Якщо тільки…
Штучний інтелект — це новий доктор Дулітл?
ШІ вже дав нам змогу давати команди роботам на кшталт Siri та Alexa. Чи можна поширити цей потенціал і на тваринний світ? Чи допоможе він розшифрувати бодай частину таємниць природи і, можливо, одного дня дозволить нам «говорити» з домашніми тваринами і не тільки?
Є ті, хто вважає, що так. Про це вони розповіли у коментарях IFLScience. Адже певний прогрес у спробах розкодувати комунікацію тварин за допомогою ШІ вже є. Можливо, до того дня, коли ви зможете попліткувати із собакою чи перекинутися новинами з черепахою, ще далеко, але технології вже допомогли — і, будемо сподіватися, надалі допомагатимуть — краще розуміти інші види та те, як вони взаємодіють. Коли йдеться про спілкування з тваринами, можливо, Дулітл колись пішов і заговорив, щоб сьогодні ШІ міг побігти.
Чи використовують тварини мову?
Перша перешкода на шляху до «перекладу» тваринної комунікації — зрозуміти, як ця комунікація взагалі виглядає. Людська мова складається з вербальних і невербальних сигналів, і комунікація тварин тут не виняток. Собаки, наприклад, виляють хвостом, щоб передати цілий спектр емоцій. Бджоли танцюють, аби повідомити іншим бджолам, де знайти хороше джерело нектару або пилку. Дельфіни використовують клацання і свист, щоб передавати інформацію.
Однак щодо того, чи можна все це вважати «мовою», точаться суперечки. І, за словами дослідниці Деніз Герзінг, наукової директорки Wild Dolphin Project, саме ШІ може допомогти поставити в цій дискусії крапку. «Наразі ми не знаємо, чи мають тварини мову», — сказала Герзінг в коментарі. «Але ШІ може допомогти нам шукати структури, схожі на мовні, які можуть свідчити, що в тварин є принаймні окремі елементи мови».
Як ШІ може «перекладати» комунікацію тварин?
«Дослідження в галузі біоакустики показали, що вокалізації тварин несуть багато типів інформації — від ідентичності до статусу, внутрішнього стану, а іноді й зовнішніх об’єктів або подій», — пояснила Елоді Ф. Бріфер, доцентка з поведінки та комунікації тварин у Копенгагенському університеті. «І все це ШІ потенційно може вловлювати».
Точніше — за допомогою машинного навчання. Це форма ШІ, яка може аналізувати дані без необхідності чітко прописувати кожну інструкцію. Теоретично її можна використовувати для обробки записів тваринної комунікації та побудови мовних моделей на їхній основі.
Підписуйтеся на наші соцмережі
«Машинне навчання — дуже потужний інструмент, оскільки його можна навчити виявляти закономірності у величезних масивах даних. Тож воно може дозволити нам опрацьовувати великі обсяги інформації й отримувати критично важливі знання про те, як змінювалася інформація, закладена в звуках тварин, з часом», — додала Бріфер.
Це та сама технологія, яку ми щодня використовуємо для підказок у тексті, Google Translate і голосових помічників. Застосувати її до комунікації тварин може виявитися складніше, але це не зупинило дослідників. «Існує багато різних методів і підходів до цієї науки», — сказала Герзінг. За її словами, вони відрізняються «залежно від даних, методики ШІ чи навіть нашого розуміння самих тварин».
Що вже вдалося з’ясувати за допомогою ШІ?
Окрім очевидного — нарешті дізнатися, що ваш кіт насправді про вас думає, — глибше розуміння тваринної комунікації може бути корисним і людям, і самим тваринам. Наприклад, Earth Species Project — це некомерційна організація, «присвячена розшифруванню нелюдської мови». Поки що вони зосереджувалися на китоподібних і приматах, але з часом, за їхніми словами, планують охопити й інших тварин, зокрема воронових. Проєкт використовує метод машинного навчання, який розглядає мову як форму — «наче галактику, де кожна зірка є словом, а відстань і напрямок між зірками кодують відношення значень». Далі ці системи можна «перекладати, зіставляючи їхні структури між собою». Оптимістично налаштований співзасновник Earth Species Project Брітт Селвітелле вважає, що такий підхід може допомогти розшифрувати першу нелюдську мову вже протягом наступного десятиліття, писав The New Yorker.
Інші ж ставляться до ідеї використання ШІ для розплутування тваринної комунікації скептичніше. Аналізувати записи — добре, але без контексту це мало що означає, каже Юлія Фішер із Німецького центру приматів у Геттінгені. «ШІ — це не чарівна паличка, яка дає відповідь на біологічні питання чи питання сенсу», — сказала вона New Scientist. Тож спостереження в природі, зіставлення записів із реальною поведінкою тварин, як і раніше, залишаються критично важливими. А це вже зовсім непросте завдання.
Яких практичних результатів уже досягли?
Нині над розкриттям таємниць тваринної комунікації за допомогою ШІ працює чимало проєктів, і Earth Species Project — лише один із них. Минулого грудня проєкт опублікував статтю, в якій заявив про розв’язання «проблеми коктейльної вечірки» — ситуації, коли потрібно визначити джерело звуку серед багатьох одночасних звуків.
Уявіть собі коктейльну вечірку. Серед балачок і фонових шумів майже неможливо зрозуміти, хто саме знову кличе ще один еспресо-мартіні. І та сама проблема виникає під час спроб розшифрувати комунікацію тварин. У дослідженні вчені описали експериментальний алгоритм, який застосували до макак, афалін і єгипетських летючих собак. Він дозволив точно визначати, яка саме особина в галасливій групі тварин «говорить».
ШІ дедалі міцніше закріплюється як цінний інструмент і в інших сферах зоології. «Його, зокрема, використовують у відносно новій галузі під назвою “екоакустика”, яка відстежує біорізноманіття за допомогою пасивного акустичного моніторингу й потребує дуже великих масивів даних», — сказала Бріфер. «Також його використовують для вилучення інформації з довготривалих записів, наприклад для ідентифікації морських ссавців у підводних записах. Останнім часом його також почали застосовувати для пошуку закономірностей і в інших контекстах — наприклад, для виявлення базових емоцій у свиней і курей».
Одне з таких досліджень проводила й сама Бріфер. Вона з колегами навчила систему ШІ розпізнавати позитивні та негативні емоції у рохканні, вереску та інших звуках свиней. У гризунів програмне забезпечення DeepSqueak використовували, щоб оцінити, чи переживає тварина стрес, на основі її ультразвукових сигналів. Ці звуки людське вухо не сприймає, але саме так гризуни соціально комунікують. Програму також застосовували до приматів і дельфінів, щоб допомогти дослідникам автоматично маркувати записи тваринних сигналів.
Некомерційний Wild Dolphin Project, заснований Герзінг, прагне за допомогою ШІ виявляти закономірності в сигналах дельфінів і досліджувати комунікацію між дельфінами та людьми. У 2013 році, після того як дослідники навчили групу дельфінів пов’язувати певний свист із конкретним видом морських водоростей, вони використали алгоритм машинного навчання, щоб розпізнати й перекласти цей звук у дикій природі.
Тим часом Project CETI, або Cetacean Translation Initiative, намагається розшифрувати комунікацію кашалотів, використовуючи мовні моделі для дешифрування їхніх «пісень» і встановлення їхньої «мови».
Чому дослідники вивчають саме цих тварин?
На думку Бріфер, не існує виду, який був би «вищим» за інші, коли йдеться про розшифрування комунікації. Але все ж одні тварини привертали більше уваги дослідників, ніж інші. «Якщо говорити про акустичну комунікацію, то, звісно, найцікавіші ті, хто дуже голосний — птахи, свині, сурикати — а також види з великим звуковим репертуаром», — сказала вона.
Так само соціальні тварини, як-от примати, кити й дельфіни, імовірно, мають більш розвинені системи комунікації, що робить їх ідеальними для вивчення. «Дельфіни живуть у високосоціальних спільнотах, мають довге життя й добру пам’ять, а це вказує на складні взаємини, про які треба якось комунікувати», — пояснила Герзінг. Свою роль, імовірно, відіграє і рівень інтелекту. «Китоподібні, або принаймні дельфіни, відомі високим EQ — емоційним інтелектом, здатністю вивчати штучні мови, розуміти абстрактні ідеї та впізнавати себе в дзеркалі», — додала Герзінг. «Усе це — одні з базових підвалин інтелекту».
Яку користь може дати розуміння комунікації тварин?
Окрім очевидного — нарешті дізнатися, що ваш кіт насправді про вас думає, — краще розуміння тваринної комунікації може бути корисним і людям, і самим тваринам. «І для тварин у неволі, і для диких видів це дає нам змогу краще їх розуміти та знати, коли вони процвітають, а коли страждають», — сказала Бріфер. «Це критично важливо для видів, які живуть поруч із нами — наприклад, домашніх і сільськогосподарських тварин, — адже їхнє благополуччя залежить від нас». Це може не лише зробити нас кращими власниками домашніх улюбленців, а й потенційно назавжди змінити наші стосунки з усіма тваринами. «Знання про те, що тварини мають мову, могло б, сподіваюся, допомогти людям зрозуміти: ми не єдиний вид на планеті, що має свідомість», — додала Герзінг.
Щонайменше це може викликати більше співчуття до інших видів і змусити нас переглянути те, як ми до них ставимося. А наслідки можуть бути дуже далекими — зокрема для використання тварин у спорті, розвагах і дослідженнях. Це навіть може запустити повне переосмислення тваринництва. Якщо ми краще розуміємо тварин, що живуть поруч із нами, чи зможемо й далі так само легко виправдовувати практики, які передбачають їхню експлуатацію та вбивство?
Що це може дати людям?
З людської точки зору ми теж могли б дізнатися багато нового — не лише про тварин, а й про самих себе і, можливо, навіть про інші форми життя. Розуміння тваринної комунікації може багато розповісти нам про еволюцію мови, сказала Бріфер. «Інструменти, які ми розробляємо для видів на Землі, можуть стати в пригоді й у далеких світах, якщо ми колись зустрінемо інші форми життя», — припустила Герзінг. Вона додала, що ці інструменти можуть допомогти нам оцінити їхній інтелект і зрозуміти, чи зможемо ми з ними комунікувати.
Чи стане ШІ справжнім «перекладачем» для тварин?
Перейти від спілкування з тваринами до спілкування з інопланетянами — це, звісно, стрибок, на який Дулітл ніколи не наважувався. Чи варто вигаданому ветеринару хвилюватися, що його перевершать? Поки що ні. Використати ШІ для реальної розмови з тваринами, не кажучи вже про позаземні форми життя, — це дуже великий крок. Але потенціал покращити наше розуміння інших видів і світу довкола у нього точно є. Власне, він уже це робить. Можливо, доктору Дулітлу все ж варто трохи занервувати.