پرش به محتوای اصلی

یک محقق حیوانی توضیح می‌دهد که چگونه آواز پرندگان را رمزگشایی کرده است: «نخستین گونه‌ای که ممکن است بتوانیم با آن ارتباط برقرار کنیم، با صدا تعامل کنیم، ممکن است یک پرنده باشد».

لایو‌ساینس۱۴۰۵ آبان ۱۹, سه‌شنبه، ساعت ۱۴:۳۰حدود 10 دقیقه مطالعه

جولی الی، اخلاق شناس در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، به لایو ساینس درباره استفاده از هوش مصنوعی برای رمزگشایی آواز سهره های گورخری می گوید.

صدای پرندگان بسیار فراتر از صداهای دلپذیر در طبیعت است. آنها اشکال پیچیده ای از ارتباط هستند که می توانند نحوه تفکر، یادگیری، همکاری و واکنش پرندگان را به محیط اطراف خود نشان دهند. از آهنگ‌های پیچیده‌ای که برای جذب همسر استفاده می‌شود تا زنگ‌هایی که دیگران را در مورد خطر هشدار می‌دهند، آوازها سرنخ‌های ارزشمندی درباره هوش پرندگان و سازمان اجتماعی ارائه می‌دهند.

جولی الی محقق رفتار حیوانات و دانشمند پروژه در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی است. او اخیرا برنده چالش Coller Dolittle 2026 برای ارتباطات بین گونه‌ای دو طرفه برای کارش در مطالعه و رمزگشایی ارتباطات فنچ گورخری شده است.

برای بیش از یک دهه، الی رفتار اجتماعی پرندگان را مشاهده کرد، هزاران صدا را ضبط کرد و از یادگیری ماشینی همراه با آزمایش‌های رفتاری برای رمزگشایی تماس‌های خاص استفاده کرد.

در این مصاحبه، الی درباره نحوه یادگیری و استفاده از آواز سهره‌های گورخری، آنچه که تماس‌های آن‌ها در مورد هوش و روابط اجتماعی نشان می‌دهد و چگونه هوش مصنوعی (AI) در رمزگشایی آواز پرندگان کمک می‌کند، بحث می‌کند.

کنا هیوز-کستلبری: چه چیزی باعث شد که پرندگان و آواز پرندگان را مطالعه کنید؟

جولی الی: شروع کار من با پرندگان به دوره دکتری من برمی گردد. من همیشه به طور کلی به رفتار حیوانات علاقه مند بوده ام. اما فکر می‌کنم به عنوان یک جوان، حیواناتی که ما راحت‌تر با آنها ارتباط برقرار می‌کنیم بیشتر جذب می‌شدم، که پستانداران هستند، درست است؟ سگ، گربه، اسب.

من می خواستم دکتری بگیرم. در مورد رفتار حیوانات و به طور خاص، در مورد روابط بین حیوانات. برایم جالب بود که حیوانات چگونه با یکدیگر تعامل دارند و چه نوع سازمان اجتماعی ایجاد می کنند.

[یکی به من پیشنهاد کرد] روی فنچ گورخری کار کنم، و من گفتم، "باشه، من هیچ وقت برای تماشای پرندگان خیلی خوب وقت نگرفتم؛ شاید همین الان شروع کنم."

من متوجه شدم که تماشای پرندگان دشوار است زیرا آنها به شما نزدیک نیستند. آنها می توانند هر کجا که بخواهند پرواز کنند. وقتی در شهر، در حومه شهر هستید و پرنده‌ها را می‌بینید، آن‌ها اینجا هستند، و سپس رفته‌اند. شما نمی توانید بسیاری از تعاملات صوتی یا بسیاری از تعاملات اجتماعی آنها را ببینید.

بنابراین من اینجا بودم که فنچ گورخری را در قفس مطالعه می کردم، جایی که آنها کاملا با یکدیگر تعامل داشتند. و سوال این بود که آنها چه نوع سازمان اجتماعی دارند؟

من به سرعت متوجه شدم که آنها سلسله مراتب سلطه را انجام نمی دهند [که قبلا تصور می شد چنین است]، اما در عوض، مهمترین چیز در زندگی آنها شریک زندگی آنها بود. آنها پیوندهای جفتی انجام می دادند، و این هسته سازمان اجتماعی آنها است، [با] زن و مرد که برای زندگی جفت می شوند.

مطالعه آواز پرندگان می تواند به محققانی مانند الی کمک کند تا درک بهتری از نحوه حرکت پرندگان در محیط های پیچیده خود داشته باشند. (اعتبار تصویر: Nataly Studio/Shutterstock) KHC: چرا مطالعه آواز پرندگان مهم است و چه چیزی می تواند در مورد هوش و رفتار به ما بیاموزد؟

JE: سطحی از پیچیدگی که ما سعی در درک آن داشتیم این بود که مکانیسم‌های عصبی که آن پرندگان را قادر می‌سازد این فرآیند گوش دادن به چیزی و کپی کردن آن، و بازتولید آن و انجام مقایسه بین آنچه تولید می‌کنند و چیزی که می‌شنوند را انجام دهند چیست؟

فنچ گورخری یک سطح متوسط ​​از توانایی شناختی است که جالب است، جایی که شما این الگوی کپی کردن صدا و تولید آن را می بینید. اما شما می توانید از طریق پادشاهی پرندگان نگاه کنید، و برخی از گونه ها رفتارهای پیچیده تری از خود نشان می دهند.

ما می دانیم که برخی از گونه ها هستند که نه تنها می توانند صداهای خود را از گونه های خود، پدرشان تقلید کنند، بلکه می توانند گونه های دیگر را نیز کپی کنند. بنابراین، برای مثال، اینجا در کالیفرنیا، مرغ مقلد پرنده ای است که واقعا شناخته شده است که می تواند دسته ای از صداهای مختلف را بازتولید کند و در واقع این را در صداهای خود وارد می کند.

طوطی ها نیز به این دلیل شناخته شده اند زیرا ما آنها را به عنوان حیوان خانگی داریم و آنها می توانند صدای ما را به عنوان انسان بازتولید کنند. وقتی به آن فکر می کنید این یک جور دیوانگی است، زیرا آنها مانند ما دستگاه صوتی ندارند. کوچکتر است و سیستم متفاوتی دارند. من فکر می‌کنم سطح شناختی بالا زمانی است که یک حیوان بتواند صدایی را تولید کند که مثلا در "زبان مادری" او نیست، و از آن برای یک هدف استفاده کند. ما این را در طوطی ها می بینیم - آنها می توانند از شما چیزی بخواهند یا حتی گاهی از سگ بخواهند که ساکت شود، که جالب است.

آنها واقعا می توانند از آن صداها استفاده کنند، مانند "این مال من نیست، اما من با گونه دیگری از این طریق ارتباط برقرار می کنم."

این به شما نشان می‌دهد که چقدر می‌توانند باهوش باشند، و با مطالعه ارتباطات صوتی در حیوانات، پنجره‌ای از توانایی‌های شناختی آنها و نحوه استفاده از آن‌ها را نشان می‌دهد.

KHC: آیا می توانید در مورد چگونگی رمزگشایی آواز پرندگان توضیح دهید؟

جی: من ساعت‌های بی‌شماری را صرف مشاهده فنچ‌های گورخری کردم و متوجه شدم که می‌توانم به تدریج بین بافت اجتماعی و ویژگی‌های آکوستیک صدای تولید شده مطابقت داشته باشم. می‌توانستم این صداها را تشخیص بدهم و معنی آنها را بفهمم.

مثل این است که با گربه یا سگ خود در خانه باشید: در عرض چند ماه، هر بار که گربه این نوع صدا را انجام می دهد - "میو" - به این معنی است که او می خواهد بیرون بیاید یا گرسنه است یا می خواهد بغل کند. در مورد سگ هم همینطور این همان روند است، اما به جای اینکه این کار را با گربه ها یا سگ ها انجام دهم، این کار را با پرندگان انجام دادم و اولین فرهنگ لغت آکوستیک صداهای فنچ گورخری را تشکیل دادم.

با این حال، چگونه می دانید که درست می گویید؟ اینکه صداهای مربوط به "کلمات" را در آن گونه به درستی شناسایی کردید؟

صاحبان حیوانات خانگی اغلب می توانند بین صداهای مختلف حیوانات خانگی خود، مانند صداهای مختلف میو گربه خود، تفاوت قائل شوند. (اعتبار تصویر: کریس وینزور از طریق گتی ایماژ) فکر می‌کردم بهترین تایید برای درست یا نبودن من فقط می‌تواند از خود فنچ‌های گورخری باشد. تا به حال، هیچ کس راهی برای بررسی سیستماتیک مجموعه آوازی یک حیوان و تأیید اینکه آیا هر نوع تماس شناسایی شده واقعا به عنوان یک کلمه در زبان آن گونه درک می شود، پیدا نکرده بود.

برای دستیابی به این بحث تا حدی غیرممکن با یک پرنده، ما یک آزمایش شرطی سازی عامل را طراحی کردیم که در آن از پرنده خواسته شد تا صداهایی را که قبلا از سایر فنچ های گورخری ضبط شده بود طبقه بندی کند. بازی ساده است و بر دو قانون متکی است. اولین مورد این است که هر روز، فقط ضبط‌های مربوط به یک نوع تماس توسط seed پاداش داده می‌شوند، در حالی که ضبط‌شده از انواع دیگر تماس‌های موجود در رپرتوار پاداشی دریافت نمی‌کنند.

قانون دوم این است که پرنده می تواند ضبط را قطع کند و هر زمان که بخواهد به ضبط بعدی بپرد، مانند نحوه رد شدن از طریق آهنگ های برنامه موسیقی مورد علاقه خود.

پرنده در قفسی قرار می گیرد که دارای دکمه یا حسگر کمی مادون قرمز است که می تواند با منقار خود آن را فعال کند. هر بار که این کار را انجام می دهد، ضبط صدایی که به طور تصادفی از کتابخانه انواع تماس گرفته شده است پخش می شود. چهار بار از هر پنج بار، پرندگان باعث پخش یک نوع تماس می شوند که به آنها امکان دسترسی به دانه ها را نمی دهد. از آنجایی که آنها اندکی از غذا محروم هستند، آنها واقعا می خواهند به پخش پاداش گوش دهند، بنابراین تماس های بدون پاداش را قطع می کنند و فقط به تماس هایی گوش می دهند که قرار است پاداش دریافت کنند.

هر روز، پرنده باید بفهمد که کدام نوع تماس یا "کلمه" پاداش داده می شود. آنها معمولا خیلی سریع آن را تشخیص می دهند و سپس شروع به قطع پخش همه انواع تماس های دیگر می کنند. با استفاده از این کار، می‌توانیم هر روز یک نوع تماس متفاوت را آزمایش کنیم، اگر آنها قادر به انجام آن نبودند، به ما می‌گفتند که نوع تماسی که ما شناسایی کرده‌ایم در واقع در زبان آنها وجود ندارد. اگر آنها می توانستند این کار را انجام دهند - و هشدار اسپویلر، می توانستند! - به این معنی بود که ما آن نوع تماس را به درستی شناسایی کرده بودیم.

پرندگان به ما گفتند بله، اساسا - سازمانی که شما پیشنهاد می کنید درست است.

اما پس از آن به کشف شگفت انگیزی دست یافتیم. ما متوجه شدیم که پرندگان اشتباهات نادر و منظمی مرتکب می شوند. ما تعجب کردیم که آیا این اشتباهات ناشی از شباهت صوتی انواع تماس است - برای مثال چگونه ممکن است کلمه "Glove" را برای "عشق" یا "آزار" را برای "قلب" اشتباه بگیرید. یا اگر آنها از شباهت معنایی انواع تماس ناشی می شوند - اگر معنای کلی کلمه پاداش داده شده امروز را به خاطر می آورید، که "عشق" است، ممکن است "عشق" را با "قلب" اشتباه بگیرید.

در آخرین مورد، به این معنی است که پرندگان واقعا درک درستی از معنای نوع تماس خود دارند. ما متوجه شدیم که خطاهای پرندگان را می توان با معنی [شباهت معنایی] انواع تماس ها بهتر توضیح داد. این یک کشف بزرگ در زمینه ارتباطات حیوانات است.

من به این فکر می کنم که اولین گونه ای که ممکن است بتوانیم با آن ارتباط برقرار کنیم، ممکن است یک پرنده باشد.

جولی الی

KHC: آیا فکر می‌کنید ما واقعا به سمتی می‌رویم که بتوانیم با پرندگان ارتباط برقرار کنیم، یا فکر می‌کنید بیشتر از این است که ما هنوز در حال آزمایش آب‌ها هستیم و هنوز باید بقیه زبان را قبل از رسیدن به آنجا یاد بگیریم؟

ج: وقتی می‌گوییم «صحبت با پرندگان»، فکر می‌کنم باید بفهمیم که این یک زبان نیست. در حال حاضر، من در حال مطالعه فنچ گورخری هستم. این بدان معنا نیست که وقتی یک رپرتوار داشته باشم می توانم با یک کلاغ ارتباط برقرار کنم. بنابراین وقتی در مورد پرندگان صحبت می کنیم این جزء وجود دارد، گونه های مختلفی وجود دارد.

من فکر می کنم در این بخش خاص از قلمرو حیوانات کشش بیشتری نسبت به قسمت های دیگر وجود دارد، فقط به این دلیل که پرندگان واقعا پرحرف هستند. پرندگان از بسیاری از صداهای خود برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند. بنابراین به این دلیل، من فکر می کنم که اولین گونه ای که ممکن است بتوانیم با آنها ارتباط برقرار کنیم، با آنها ارتباط صوتی برقرار کنیم، ممکن است یک پرنده باشد، فقط به این دلیل که آنها بسیار پرحرف هستند.

در حال حاضر، همه آن کلمات را پیدا کردم. اما ما باید درک کنیم که این کلمات چگونه به هم متصل شده اند. بنابراین لزوما اینطور نیست که ما باید قوانین تبادل پویا بین افراد یا سرعت پاسخگویی شما را درک کنیم، بلکه باید بدانیم که چگونه پاسخ می‌دهید و اینکه آیا این کار منطقی است یا خیر.

آنها [همچنین] حالت [بدن] دارند. آنها در همان زمان که صداها را تولید می کنند، نمایشگرهای خاصی دارند. و اگر واقعا می خواهیم به ارتباط کامل با گونه دیگری برسیم، باید به آن سطح برسیم.

مطمئنا فردا نیست، احتمالا سال آینده نیست، اما فکر می کنم در محدوده 10 سال باید به آن برسیم. به خصوص با سرعت دامنه های هوش مصنوعی و روباتیک. امیدوارم بتوانیم به آن نقطه برسیم.

انحصاری Live Science Pro

"آنها به طور قابل اعتماد گزینه آماری مطلوب تری را انتخاب کردند": یک محقق کلاغ توضیح می دهد که این نابغه های بالدار چگونه اعداد را پردازش می کنند و چه چیزی می تواند در مورد هوش ریاضی انسان فاش کند.

"آنها با تغییر آکورد وارد می شوند": آهنگساز جیم نولمن با بوقلمون ها، موش های صحرایی کانگورو و نهنگ ها همکاری کرده است. در حال حاضر او "Orcas" Greatest Hits را حذف می کند.

عکاس خبرنگار استیو وینتر در مورد تصویر نمادین پومای هالیوود، تجارت غیرقانونی ببر و زدن پلنگ سیاه به در خانه اش

KHC: آیا پیشنهادی وجود دارد که بخواهید خوانندگان ما درباره کار شما بدانند؟

جی: فقط یکی. مهمترین چیز برای خوانندگانی که به طور خاص دانشمند نیستند این است که متوجه شوند با مطالعه کلی تر رفتار حیوانات، محققان هوش حیوانات را کشف می کنند. این چشمان ما را به روی گونه های دیگر باز می کند و متوجه می شویم که ما تنها گونه ای نیستیم که در این سیاره باهوش هستیم.

این درسی برای ما به عنوان گونه دیگری در این سیاره است، که ما تنها افراد باهوش نیستیم و باید این را در چگونگی تکامل خود در نظر بگیریم.

ما باید بفهمیم که چگونه بر آنها تأثیر می گذاریم و بدانیم که آنها نیز زندگی درونی خود را دارند و شاید بهتر باشد کمی بیشتر به آنها احترام بگذاریم.

یادداشت سردبیر: بخشی از این مصاحبه از طریق ایمیل به عنوان بخشی از گفتگوی بعدی انجام شد. مصاحبه برای وضوح و طولانی بودن به آرامی ویرایش شده است.

به ما در بهبود Live Science Pro کمک کنید: ما همیشه در تلاش هستیم تا محتوای خود را بهتر کنیم. نظرات خود را در مورد Pro در اینجا برای ما بگذارید.

خواندن متن کامل در لایو‌ساینسبه زبان اصلی، در سایت ناشر باز می‌شود
متن اصلی (انگلیسی)

'The first species we might be able to communicate with, interact with vocally, might be a bird': An animal researcher explains how she decoded birdsong

Julie Elie, an ethologist at the University of California, Berkeley, tells Live Science about using AI to decode the vocalizations of zebra finches.

همه‌ی اخبار علم