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科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!

科技 4个月前 社科兔
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  来源:英国那些事儿

  在铺满干草的养猪场里,一头圆滚滚的猪向你靠近,发出哼唧哼唧的声音。

  “哼唧哼唧”,这是什么意思?

  很少会有人想这个问题,但哥伦比亚大学的伊洛迪·布莱佛(Elodie Briefer)博士认为,为了农场动物的福祉,我们需要了解猪在说什么。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!(伊洛迪·布莱佛关于猪叫声的论文)

  “大部分动物福利工作都聚焦在动物的身体健康上,可动物的身心健康也很重要。” 布莱佛说,“如果畜牧业可以设计一套自动化系统,评估动物的心理健康,对农场和动物来说都有好处。”

  实际上,这就是布莱佛的目标。在苏黎世联邦理工大学、法国农业食品与环境研究所的支持下,

  他设计出了一个猪语翻译器,能够把猪的哼唧声翻译成不同情绪。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!

  这个翻译器是基于神经网络开发出来的,在解码动物语言上,人工智能的优势显著。

  这是因为,和人类的语言相比,动物发出的声音没有语法和固定词汇,随机的东西太多。

  想要梳理动物的声音,靠人自己听是几乎不可能的。

  而神经网络可以短时间内分析海量杂乱无章的信息,从中找出规律。

  动物特定声音对应的意思,也能被找出来。

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  为了训练神经网络,布莱佛团队录下411头猪的7414次猪叫,叫声发生在19种特定的场景里。

  这些场景分为两大类,积极场景和消极场景。

  积极的包括:

  和同窝出生的小猪挤在一起、喝母亲的奶、四处奔跑,以及分离后和家人团聚。消极的包括:

  和其他小猪打架、被母亲压、短暂的隔离、被阉割,和在屠宰场等待被杀。

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  布莱佛团队要做的,就是记录下不同场景猪的叫声、行为和心率,了解它此刻的情绪是积极还是消极,发出的声音有什么变化。

  大部分数据都来自农场和屠宰场,为了唤起猪更微妙的情绪,布莱佛在实验室里设置了一个带食物和玩具的游乐场,让猪和不熟悉的物体互动。

  分析结果发现,

  在高兴的时候,猪会发出短促的咕噜和哼唧声,音调较低,声音变化较小。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!(左边是红色消极场景与绿色积极场景的声音对比,右边是具体不同场景的对比)

  在悲伤和恐惧的时候,猪会发出长时间“嗯呃”声,音调更高,声音变化幅度大,听上去类似人类尖叫。

  在所有场景里,猪一直会发出低沉的咕哝和叫喊,和情绪没有关系。

  布莱佛说,之所以消极场景里的猪叫声最大,可能是因为环境更极端。

  这很好理解,换任何一个动物进阉割室和屠宰场,大概都会感到恐慌。

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  即使是低沉的咕哝声,在消极场景里也比积极场景里更响。

  “根据我们的研究,能看到在积极和消极情况下,猪叫声有明显差异。”布莱佛告诉媒体,“在积极情况下,叫喊声更短,声音波动小。更具体地说,咕噜声是从高频率开始,然后逐渐降低。”

  布莱佛的猪语翻译器可以分析任何一段此前没听过的猪叫,将它分为积极或消极情绪,准确率高达92%。

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  他们相信随着录入的猪叫更多,未来能区分更多、更复杂的情绪,剖析猪的心理健康状况。

  目前,猪语翻译器的算法已经完善,布莱佛希望有人把它开发成农场主可以用的APP,用来改善农场内的动物福利。

  关心猪的心理健康,这出发点是好的,不过很多网友吐槽,农场主知道了猪的所思所想,还敢下手杀猪吗。

  “翻译在屠宰场的惨叫……这想想都让我脊背发凉……”

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  “如果我是农场主,我不觉得‘和猪对话’能让我的宰猪日好过。”

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  “‘别吃我!’我猜它们说的是这些。”

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  布莱佛的猪语翻译器不会精细到翻译出猪的控诉,只能大致判断它们的情绪。

  不过有趣的是,随着AI技术的发展,

  越来越多的科学家尝试解读动物的语言,希望能实现跨物种沟通。

  在巴哈马研究海豚36年的丹妮丝·赫尔辛(Denise Herzing),建立了“野生海豚项目”,希望能翻译海豚的语言。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!(丹妮丝·赫尔辛)

  海豚能通过鼻子振动发出口哨声,每只海豚都有一个标志性口哨声,就像人类的名字。

  它们可以发出口哨声呼朋唤友,也能告诉远处的同伴自己在哪里。

  2013年,赫尔辛建了一个人工智能算法,希望识别出海豚哨声中有意义的部分。

  为此,她设计出一款水下键盘,上面有四个按钮,每按一个能发出特定的海豚哨声。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!(赫尔辛挂在身上的就是水下键盘)

  这些声音是人工合成的,不是自然的海豚声,海豚们之前都没有听过。

  这四个哨声分别代表围巾、绳索、马尾藻和弓箭,当赫尔辛和同事在水下拿它们玩时,就按下属于它们的哨声。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!(研究员在水下联系键盘)

  海豚在旁边看的时候,会请求赫尔辛玩这些玩具。只有当海豚指向玩具,或者模仿发出玩具的哨声时,赫尔辛才会给它们。

  几次实验后,海豚们都明白该怎么做了,也就是说,它们学会了“海豚语”中的四个新单词。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!(海豚玩马尾藻)

  在它们发出的哨声里,还有很多不是人造的,它们是什么?

  也许是“可以给我玩马尾藻吗?拜托拜托”,或者“人类!快把马尾藻给我!”。

  因为场景和行为已经固定,分析海豚的其他哨声会容易很多。

  赫尔辛还在用算法解码哨声,她相信未来海豚和人类的沟通会变得很容易。

  “说不定,有一天我们能听到海豚的口述历史呢?”

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  2017年,麻省理工的科学家用人工智能软件,解读绒猴之间的对话。

  绒猴也叫拇指猴,是世界上最小的猴子,它们有类似人的社会关系和交流方式,很受动物语言学家的欢迎。

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  科学家们先是录下绒猴们叽叽喳喳的叫声,然后开发出一款软件,将音频的声谱图转换为黑白图像,找到其中重复出现的部分。

科学家用人工智能翻译猪叫,能听出猪在想啥!( 狨猴声音转换成不同图像)

  最后,他们找到绒猴的10到15个单词,有啾啾、颤声和唧唧声等,每种都有自己的含义。

  有的声音,是绒猴表示想吃东西,有的是向其他绒猴示威。和人类婴儿一样,小绒猴也是通过观察其他绒猴的交流,来学习这门语言的。

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  在北亚利桑那大学,科学家们还研究过土拨鼠的叫声。

  他们发现,当有猎豹或老鹰经过土拨鼠的领地时,它们发出的警示声不一样。如果是人类走过领地,土拨鼠的声音也会因为人穿的衣服而改变。

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  他们找到三名体型相似的女性志愿者,让她们穿着蓝色、绿色和黄色的衬衫经过土拨鼠家门口。

  每走过一次,土拨鼠都会惊声尖叫,但蓝色和黄色衬衫者引发的警报声明显不同,而绿色和黄色差别很小。

  这种差异,意味着土拨鼠在叫喊中传达出颜色的信息,大概就像“穿蓝衣服的雌性两脚兽来了!”,或者“这次来的是穿黄衣服的!”。

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  还有很多人在研究鲸鱼的声音。

  一个名为Whale-X的项目在收集和分析鲸鱼群中的交流声,另一个叫CETI计划的机构想找到鲸鱼的语言结构。

  也就是说,他们想找到鲸鱼的交流由哪些部分组成,是否有语法、句法、单词和句子。

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  在所有项目中,最野心勃勃的是“跨物种互联网”。

  它的创建者包括“互联网之父”温特·瑟夫(Vint Cerf)、认知心理学家戴安娜·莱斯(Diana Reiss)和麻省理工教授尼尔·格森费尔德(Neil Gershenfeld)。

  他们希望利用网络技术,实现动物与动物之间、动物与人之间的交流。

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  第一批被研究的是海豚、大象和猿,4500名科学家研究它们的交流方式。有参与者感叹:“计算机技术终于让我们看清动物世界的内部,向我们展示它们是复杂的、有知觉的、值得被尊重的生物。”

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  科技的进步,让曾经梦想的一切慢慢实现。

  也许未来一百年,人类真的能和动物交谈,倾听它们的故事,看它们眼中的世界……

  ref:

  https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10585533/Scientists-translate-pig-grunts-emotions-time.html

  https://www.nature.com/articles/s41598-022-07174-8

  https://www.theguardian.com/science/2022/mar/07/scientists-use-ai-to-decode-pig-calls#:~:text=Scientists%20believe%20that%20the%20AI,treatment%20on%20farms%20and%20elsewhere。

  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19116730/

  https://www.newyorker.com/science/elements/the-challenges-of-animal-translation

  https://www.spectrumnews.org/news/ai-interprets-marmosets-trills-chirps-peeps/

版权声明:社科兔 发表于 2022年3月16日 上午3:26。
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