«Φωνητικό αλφάβητο» ανακάλυψαν οι επιστήμονες στην επικοινωνία των φαλαινών

Αναλύοντας χιλιάδες καταγεγραμμένες ακολουθίες ήχων φυσητήρων με χρήση τεχνητής νοημοσύνης, οι επιστήμονες εντόπισαν μια άγνωστη μέχρι σήμερα πολυπλοκότητα στην επικοινωνία των φαλαινών.

Οι φυσητήρες επικοινωνούν εκπέμποντας παλμικούς ήχους – κλικ, σε ακολουθίες που ονομάζονται codas. Οι παραλλαγές στον ρυθμό και τη διάρκεια των codas, υφαίνουν ένα πλούσιο ακουστικό μωσαϊκό και υποδηλώνουν ότι οι φυσητήρες μπορούν να συνδυάζουν τα κλικ με πολλαπλούς τρόπους, για να επικοινωνήσουν ένα ευρύ φάσμα πληροφοριών.

Το τι λένε οι φυσητήρες με τα κλικ τους παραμένει μυστήριο για τα ανθρώπινα αυτιά. Ωστόσο, η αποκάλυψη του εύρους των φωνητικών ανταλλαγών είναι ένα σημαντικό βήμα προς τη σύνδεσή τους συγκεκριμένα μηνύματα ή κοινωνικές συμπεριφορές, αναφέρει η νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications.

«Η κατανόηση των πτυχών των codas τους, τις οποίες μπορούν να ελέγχουν και να μεταβάλλουν, μας βοηθά να καταλάβουμε πώς μπορούν να κωδικοποιούν πληροφορίες στα καλέσματά τους», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Δρ. Daniela Rus, διευθύντρια του Εργαστηρίου Επιστήμης Υπολογιστών και Τεχνητής Νοημοσύνης (CSAIL) στο ΜΙΤ.

Οι ερευνητές ονόμασαν τον κατάλογο των ηχητικών συνδυασμών «φωνητικό αλφάβητο», συγκρίνοντας τις παραλλαγές στις codas των φυσητήρων με την παραγωγή διαφορετικών φωνητικών ήχων στην ανθρώπινη ομιλία.

Πίσω από τα κλικ των φυσητήρων

Οι φυσητήρες παράγουν τα κλικ τους πιέζοντας τον αέρα μέσω ενός οργάνου στο κεφάλι τους που ονομάζεται σπερματσέτο (το ίδιο όνομα έχει και η κηρώδης ουσία που περιέχεται σε αυτό), και οι ήχοι αυτοί μπορεί να είναι τόσο δυνατοί όσο 230 ντεσιμπέλ – δυνατότεροι από μια εκτόξευση πυραύλου και ικανοί να διαρρήξουν τα ανθρώπινα τύμπανα – σύμφωνα με παλαιότερη μελέτη που έχει δημοσιευτεί στο περιοδικό Scientific Reports.

Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να εντοπίσουν μοτίβα σε ηχητικά δεδομένα που συλλέχθηκαν από το The Dominica Sperm Whale Project, ένα αποθετήριο παρατηρήσεων πάνω σε φυσητήρες που κατοικούν στην Καραϊβική Θάλασσα. Οι ηχογραφήσεις αντιπροσώπευαν τις φωνές περίπου 60 φυσητήρων και καταγράφηκαν μεταξύ 2005 και 2018.

Προηγούμενες έρευνες είχαν εντοπίσει 150 τύπους codas στους φυσητήρες παγκοσμίως, αλλά εκείνοι της Καραϊβικής χρησιμοποιούσαν μόλις 21 από αυτές.

Τι εντόπισε η τεχνητή νοημοσύνη

Οι επιστήμονες εξέτασαν τον συγχρονισμό και τη συχνότητα 8.719 τέτοιων ακολουθιών. Όταν τις οπτικοποίησαν με χρήση τεχνητής νοημοσύνης, προέκυψαν προηγουμένως αθέατα μοτίβα.

Οι συγγραφείς της μελέτης όρισαν τέσσερα χαρακτηριστικά στις codas: ρυθμό, τέμπο, ρουμπάτο και στολισμό. Ο ρυθμός περιγράφει την ακολουθία των διαστημάτων μεταξύ των κλικ. Το τέμπο είναι η διάρκεια ολόκληρου της coda. Το ρουμπάτο αναφέρεται στις διαφοροποιήσεις της διάρκειας μεταξύ γειτονικών codas του ίδιου ρυθμού και τέμπο. Και ο στολισμός είναι ένα επιπλέον κλικ που προστίθεται στο τέλος μιας coda σε μια ομάδα μικρότερων codas, εξηγεί η Rus.

Συνολικά, το πρόγραμμα εντόπισε 18 τύπους ρυθμού, πέντε τύπους τέμπο, τρεις τύπους ρουμπάτο και δύο τύπους στολισμού. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά των coda μπορούσαν να αναμειχθούν και να συνδυαστούν για να σχηματίσουν ένα τεράστιο ρεπερτόριο φράσεων, ανέφεραν οι συγγραφείς της μελέτης.

Με πληροφορίες από: Scientists say they’ve discovered a ‘phonetic alphabet’ in whale calls by Mindy Weisberger