Capire il linguaggio animale (grazie all’AI)

Lo spazio dei curiosi di futuro

Gli scienziati dell’Università della California, Berkeley, hanno recentemente fatto una scoperta affascinante riguardo al linguaggio delle balene, in particolare delle balene cachalot. Hanno individuato elementi nelle vocalizzazioni di queste balene che somigliano al nostro modo di parlare, come vocali e dittonghi (due vocali unite in una sola emissione di suono). Utilizzando un’intelligenza artificiale chiamata fiwGAN, i ricercatori hanno addestrato il modello a imitare i suoni delle balene cachalot, prevedendo elementi significativi e mettendo in luce proprietà acustiche.

Nel corso della loro analisi di un vasto insieme di dati, comprendente 3948 codici di balene cachalot registrati tra il 2014 e il 2018, i ricercatori hanno individuato distinti “vocali di coda” e “traiettorie” di frequenza. Questo suggerisce che le balene possano controllare la frequenza dei loro suoni, simile a come noi umani moduliamo il tono della nostra voce. Questa scoperta ha portato i ricercatori a ipotizzare che la comunicazione delle balene sia più complessa di quanto si pensasse inizialmente, portando con sé la possibilità che trasmettano più informazioni di quanto immaginassimo in precedenza. Questa nuova comprensione getta nuova luce sulla ricchezza del linguaggio delle balene e apre la strada a ulteriori ricerche sulla loro comunicazione.

Come potete immaginare, decifrare il linguaggio animale è una sfida ancora aperta e molto affascinante. Ma come fanno in concreto gli scienziati ad arrivare ad un risultato simile? Quali passi seguono? Perché è un po’ semplicistico dire che ci pensa l’intelligenza artificiale. Per farla funzionare servono sforzi non indifferenti, vediamo quali sono.

Comprendere il linguaggio degli animali attraverso l’intelligenza artificiale implica un approccio multidisciplinare che combina tecniche di elaborazione del linguaggio naturale, bioacustica e scienze comportamentali.

In primo luogo bisogna comprendere come funziona la bioacustica. Gli animali comunicano attraverso vari suoni come vocalizzi, click e cinguettii. La bioacustica è lo studio di questi suoni e modelli nel contesto del comportamento animale.

Successivamente bisogna raccogliere i dati dall’ambiente reale. La raccolta di dati di alta qualità è fondamentale. Si utilizzano attrezzature specializzate come microfoni e sensori per catturare i suoni degli animali in diversi ambienti. Se l’ambiente è quello delle balene, ovviamente bisogna andare sott’acqua.

Poi bisogna estrarre le caratteristiche significative dai dati audio. L’analisi dello spettrogramma e le caratteristiche del dominio della frequenza sono comuni nella comprensione delle vocalizzazioni degli animali.

Solo in questa fase “scatta” la scelta del modello di intelligenza artificiale da usare, tipicamente una rete neurale convoluzionale o una rete neurale ricorrente, ed il suo addestramento. Addestrare i modelli significa utilizzare set di dati etichettati in cui gli esperti hanno annotato diversi tipi di suoni animali. Questo aiuta il modello ad apprendere e a generalizzare.

Ma le difficoltà non finiscono qui. Bisogna considerare il contesto comportamentale dei suoni degli animali. Lo stesso suono, infatti, potrebbe avere significati diversi a seconda della situazione, quindi il contesto è fondamentale. Poi viene applicata l’analisi semantica per capire il significato delle vocalizzazioni degli animali. Si tratta di collegare i suoni a comportamenti o emozioni specifiche.

E questo avviene tutto a posteriori, se gli scienziati volessero operare in real-time, raccolta dati e funzionamento del modello dovrebbero operare in loco, senza contare che i modelli dovrebbero essere capaci di tenere conto delle differenze individuali, dell’età e dei fattori ambientali.

Mi perdonerete se mi sono un po’ dilungato in questa spiegazione, ma il messaggio che vorrei lanciare che l’intelligenza artificiale non è un software che si carica e si usa, è una soluzione customizzata sul problema che richiede grande impegno umano dietro le quinte prima di poter funzionare.

Se domani saremo davvero in grado di interagire con le balene o con qualsiasi altra specie animale, sulla base del loro linguaggio, sarà un risultato frutto della tecnologia, ma anche di grandi sforzi da parte di scienziati appartenenti a diverse discipline.


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