撰文｜青苹果

编审｜HS

排版｜李雪薇

你看过《忠犬八公的故事》吗？

这部评分很高的电影，完美诠释了秋田犬小八和主人公帕克之间的情谊。小八每天都想方设法去车站等已故的主人，风雨无阻，一等就是十年。

还有不少优秀的影视作品都反映了同一个主题：人和动物的交流。

了解动物是一个难题。 首先，动物甚至有“语言”吗？如果它们有自己的语言，除了生存的基本知识之外还有很多话要说吗？

AI 正在帮我们解答这些问题。

“神秘外星人”

使用 AI 探索动物语言是合理的。毕竟，人工智能已被证明在破译古代人类语言方面非常有效。

一个由国际科学家组成的团队，最近发起了一个雄心勃勃的“鲸语翻译计划”（Project CETI）。

他们选择的研究对象生活在充满神秘魅力的蓝色海洋中，是一种极具情感和智慧的、令人着迷的“神秘外星人”：抹香鲸（Physeter macrocephalus）。

抹香鲸外形庞大，体型似鱼，用肺呼吸，体重超过 50 吨，体长可高达 18 米，属于体型最大的齿鲸；头部巨大，可占整个身体的 1/3，下颌较小，仅下颌有牙齿，颈部较短，鼻孔为喷孔，位于吻端，前肢成鳍，前臂和后肢退化，无背鳍，尾似鱼，靠尾摆动；具有极强的潜水能力，不仅在深度上，而且在下潜时间上都是哺乳动物的 No.1。

图丨你可能想不到它的主食是什么吧？深海中的大王乌贼是它的最爱

受“探索外星智能”（SETI, search for extraterrestrial intelligence）的启发，项目负责人 David Gruber 联合科学家和研究者们试图进行一次前所未有的探索： 破译抹香鲸的语言，以实现人鲸对话。由此，鲸类翻译计划（Project CETI , Cetacean Translation Initiative）诞生了。

通过倾听、解读抹香鲸的声音，获得与它们交流的方式，以运用最前沿的技术来造福人类，造福地球的生物，达到珍爱生命、保护生命、人与自然的和谐共处的宗旨。

该项目采用非营利性的模型，由来自纽约城市大学、UC 伯克利、MIT、哈佛、谷歌研究院和《国家地理》等知名学府、研究和环保机构的多领域专家共同组成，汇集了顶尖的密码学家、机器人专家、语言学家、AI 专家、技术专家和海洋生物学家。

他们一致认为，只有采用跨学科的研究思路，将相关方向的专业知识融会贯通，才能更全面、深入、透彻的了解鲸类的语言。其关键步骤如下：

因而，多种最新的技术也有了更广阔的用武之地，涵盖 AI、机器学习（ML, Machine Learning）、密码学和机器人技术等等。

正如阿波罗计划的地球上升照片一样，CETI 的发现和进步极有可能重塑人类对其在这个星球上所处地位的理解。

该项目的主要研究工作概括为以下几点：

开发最精密的机器人技术，包括与国家地理学会的探索技术实验室合作，在倾听鲸鱼的声音的同时，将其声音融入语境之中。

部署“核心鲸鱼监听系统”，这是一种新颖的水听器阵列，可用于研究 20×20 公里的野外地点的鲸群。

多米尼加的抹香鲸项目成效显著，已捕获了关于鲸鱼声音、社会生活和行为的大量数据。

创建大数据管道，以检查记录的数据，并使用先进的 ML、自然语言处理（NLP, Natural Language Processing）和数据科学（DS，Data Science）对其进行解码。

增强伙伴合作关系，启动公共界面、数据可视化、沟通平台和领导力倡议，以参与并促进全球社区的发展。

图 | 鲸鱼生物声学数据收集的示意图

第一个问题，

为什么选择的是抹香鲸呢？

在此，我们解答你心中的第一个疑问： 人类借 AI 尝试和动物交流，为什么要选抹香鲸？其实，相对于所有的生物而言，抹香鲸拥有最大的大脑，并且与人类有着惊人相似的特征。 抹香鲸具有更高层次的功能，如有意识的思考和未来规划，有丰富的情感体验，可以表达和感受同情、爱、痛苦和直觉等等。

它的生物声学系统如下图所示。在 A 中，抹香鲸头包括鲸蜡器官（c），一个充满近 2000 升蜡状液体的腔体，以及垃圾舱 （f），包含一系列起到声透镜作用的晶圆状体。两者相当于两个连接管，在大型成熟雄鲸中形成一个长约 10 米、孔约 0.8 米的弯曲圆锥形角。在头部前侧的“声唇”（i）发出的声音，通过弯曲的喇叭进行传递，在出口表面产生平坦的波面。而 5-B 中展示的是，抹香鲸回声定位和尾波咔哒声的时间结构。

另外，它们生活在母系社会和多元文化社会，有方言和强大的多代家庭纽带。现代鲸鱼作为海洋环境的超强“管家”，已有超过 3000 万年的历史了，从时间节点上看，已是最早原始人类的5倍，而我们对这些动物的了解才只是刚刚开始。

第二个问题，为何现在去研究？

这个问题得从 20 世纪 60 年代末的一个发现说起。当时，包括 CETI 首席顾问 Roger Payne 博士在内的科学家发现，鲸鱼会彼此唱歌。如下图所示，他的唱片《座头鲸之歌》掀起了一场声势浩大的“拯救鲸鱼”运动，这是历史上最成功的保护行动之一。

这场运动最终推动了《海洋哺乳动物保护法》的颁布，该法案标志着大规模捕鲸时代的结束，并有效拯救了几个濒临灭绝的鲸鱼种群，留存下了地球上最神秘的声音。

迄今为止，工程学、AI 和语言学的进步使得更深入地了解鲸鱼和其他动物的交流成为可能，打破了之前遥不可及的神话。

在这个项目中，他们会使用自然语言技术来研究分析抹香鲸的 40 亿个交流代码，将每个声音与特定的背景联系起来，这一过程至少需要五年时间。 如果该团队实现了这些目标，下一步将是开发和部署一个互动聊天机器人，与生活在野外的抹香鲸进行对话。

第三个问题，

AI 读懂动物“语言”的潜力如何？

而随着基于信号分类算法变得更加先进，我们有理由相信，人工智能将很快达到可以比人类做得更好。

狨猴是群居的群居动物。他们的“词汇”包括 10 到 15 个叫声，每个都有自己的含义。研究表明，像人类婴儿一样，小狨猴通过听到其他狨猴与它们交谈来学习交流。猴子类人的交流系统使它们在研究语言、社会交流或发声的科学家中很受欢迎，携带自闭症相关突变的狨猴也是研究改良这种疾病的良好模型。

在这项研究中，剑桥大学团队首先根据绵羊疼痛面部表情，列出了与不同疼痛程度相关的几个“面部动作单元”（AU），然后在 480 张绵羊照片中手动标记了这些 AU——鼻孔变形、每只耳朵的旋转和每只眼睛的缩小等等。

未来，如果能同时结合声音+图像的想法，我们可以更全面地了解动物可能想说什么。

借助 AI，拥有一个能够翻译动物语言的“谷歌翻译”固然是好事，更重要的是，目前一些物种正处于生存的关键时刻，随着技术的进步和成熟，我们可以在技术的支撑下， 建设一个对人类和动物都更光明、更密切的未来。

本文经授权转载自 学术头条（ID： SciTouTiao），如需二次转载请联系原作者。

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