قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لقد أنجز العلماء حوتًا إنجازًا فذًا. لقد حددوا تعقيدًا لم يكن معروفًا سابقًا في تواصل الحيتان من خلال تحليل الآلاف من التسلسلات المسجلة لنقرات حوت العنبر باستخدام الذكاء الاصطناعي.
الاختلافات في الإيقاع والإيقاع وطول تسلسل نقرات الحيتان، والتي تسمى الكودا، تنسج نسيجًا صوتيًا غنيًا. تشير هذه المتغيرات إلى أن الحيتان يمكنها الجمع بين أنماط النقر بطرق متعددة، وخلط العبارات ومطابقتها لنقل نطاق واسع من المعلومات لبعضها البعض.
ما تقوله حيتان العنبر بنقراتها يظل لغزا بالنسبة للآذان البشرية. ومع ذلك، فإن الكشف عن نطاق التبادلات الصوتية للحيتان يعد خطوة مهمة نحو ربط نداءات الحيتان برسائل أو سلوكيات اجتماعية محددة، حسبما أفاد العلماء في 7 مايو في مجلة Nature Communications.
“يعتمد هذا العمل على الكثير من الأعمال السابقة التي ركزت على فهم نداءات حيتان العنبر. ومع ذلك، فإن هذا هو العمل الأول الذي بدأ في النظر إلى نداءات حيتان العنبر في سياقها التواصلي الأوسع وفي سياق التبادلات بين الحيتان، الأمر الذي جعل بعض النتائج ممكنة. مختبر علوم الكمبيوتر والذكاء الاصطناعي (CSAIL) في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في رسالة بالبريد الإلكتروني.
قال روس: “إن فهم جوانب التشفير التي يمكنهم التحكم فيها وتغييرها يساعدنا على فهم كيفية تشفير المعلومات في مكالماتهم”.
أطلق الباحثون على كتالوج مجموعات الأصوات الخاصة بهم اسم “الأبجدية الصوتية” لحيتان العنبر، حيث قاموا بمقارنة الاختلافات في تسلسل نقرات الحيتان مع إنتاج أصوات صوتية مختلفة في الكلام البشري.
لكن في حين أن النتائج التي توصل إليها الفريق مثيرة للاهتمام، فإن هذا المصطلح يقدم وجهة نظر مضللة حول التفاعلات الصوتية للحيتان، كما قال الدكتور لوك ريندل، الباحث في جامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة والذي يركز عمله على التواصل في الثدييات البحرية، في دراسة حديثة. بريد إلكتروني.
قال ريندل، الذي لم يشارك في البحث: «إن عرض «الأبجدية الصوتية» ليس شيئًا من هذا القبيل».
وقال: “إن الطريقة التي يتم بها استخدام تنوع الإيقاع تختلف تمامًا عن كيفية استخدامنا لعناصر الأبجدية لبناء التعبير اللغوي”. “لا يوجد دليل على ذلك، وهو ليس تفسيرًا مفيدًا للغاية لأنه يدفع كل شيء إلى منظور مقيد ومبالغ فيه إلى حد ما حول “هل هي مثل اللغة البشرية أم لا،” عندما يكون هناك نطاق أوسع بكثير من التفسيرات المتاحة.”
التعرف على الأنماط
تنتج حيتان العنبر نقراتها عن طريق دفع الهواء من خلال عضو في رؤوسها يُسمى بالحيوان المنوي، ويمكن أن تصل هذه الأصوات إلى 230 ديسيبل – أعلى من صوت إطلاق صاروخ وقادرة على تمزق طبلة الأذن البشرية – كما أفاد فريق آخر من العلماء سابقًا في المجلة. التقارير العلمية.
بالنسبة للدراسة الجديدة، استخدم الباحثون التعلم الآلي لاكتشاف الأنماط في البيانات الصوتية التي جمعها مشروع حوت العنبر في دومينيكا، وهو مستودع لملاحظات حيتان العنبر التي تعيش في البحر الكاريبي. تمثل التسجيلات أصوات ما يقرب من 60 حوتًا من حوت العنبر – وهي مجموعة فرعية من مجموعة مكونة من حوالي 400 حوت تُعرف باسم عشيرة شرق البحر الكاريبي – وتم تسجيل الأصوات بين عامي 2005 و2018.
حددت الأبحاث السابقة 150 نوعًا من الكودا في حيتان العنبر في جميع أنحاء العالم، لكن حيتان الكاريبي استخدمت 21 نوعًا فقط من تلك الكودا.
قام العلماء بفحص توقيت وتكرار 8,719 تسلسلاً كوديًا – في أقوال الحيتان الانفرادية، وفي الجوقات، وفي تبادل النداء والاستجابة بين الحيتان. عند تصورها باستخدام الذكاء الاصطناعي، ظهرت أنماط كودا غير مرئية سابقًا.
حدد مؤلفو الدراسة أربع سمات في الكودا: الإيقاع، والإيقاع، والروباتو، والزخرفة. يصف الإيقاع تسلسل الفواصل الزمنية بين النقرات. الإيقاع هو مدة الكودا بأكملها. يشير روباتو إلى الاختلافات في المدة عبر الكودات المجاورة لها نفس الإيقاع والإيقاع. وأوضح روس أن الزخرفة عبارة عن “نقرة إضافية” تضاف في نهاية الكودا في مجموعة من الكودا الأقصر.
وقال روس إن ما يسمى بنقرات الزخرفة “تحدث أكثر في بداية ونهاية المنعطفات” أثناء التبادلات الصوتية بين الحيتان، “وتتصرف مثل علامات الخطاب”.
وقال ريندل إن اكتشاف قدرة الحيتان على مزامنة الاختلافات في إيقاع الكودا كان “ملاحظة مثيرة للاهتمام حقًا”.
وأضاف: “أنا أقل اقتناعاً بالزخرفة”. “يحدث ذلك نادرًا جدًا، وأعتقد أننا بحاجة إلى مزيد من الأدلة على أنها ليست مجرد خلل في الإنتاج،” أو أصوات حشو، “كما هو الحال عندما نقول “مممم” أو “خطأ”.”
إجمالاً، اكتشف البرنامج 18 نوعًا من الإيقاع، وخمسة أنواع من الإيقاع، وثلاثة أنواع من الروباتو، ونوعين من الزخرفة. أفاد مؤلفو الدراسة أنه يمكن خلط جميع ميزات الكودا هذه ومطابقتها لتشكيل “ذخيرة هائلة” من العبارات. علاوة على ذلك، يمكن تعديل المعنى بشكل أكبر اعتمادًا على موضع الكودا – بعد أو تداخل الكودات الأخرى – ضمن تبادل أو جوقة تتضمن حوتين أو أكثر.
التجريب التفاعلي
“في الواقع، كان الكثير منا ينتظر منذ عقود التكنولوجيا المتقدمة لتسمح لنا بفعل شيء كهذا!” قالت الدكتورة بريندا ماكوان، الأستاذة في كلية الطب البيطري بجامعة كاليفورنيا ديفيس، في رسالة بالبريد الإلكتروني.
وكان ماكووان، الذي لم يشارك في البحث، جزءًا من فريق آخر أجرى في عام 2021 “محادثة” تفاعلية مع الحوت الأحدب في المياه القريبة من ألاسكا. لمدة 20 دقيقة تقريبًا، استجاب حوت فضولي مرارًا وتكرارًا لتسجيل أغنية أحدب مرسلة من قارب العلماء.
قال ماكوان: “كان هذا التشغيل بالتحديد (مع الأحدب في عام 2021) تجربة انتهازية مع حوت فضولي يجذبنا سلوكيًا وصوتيًا، وبمحض إرادتها تمامًا”.
وكتب الباحثون في الدراسة أن مثل هذه التجارب التفاعلية مع الحيتان، إلى جانب ملاحظات سلوك الحيتان، يمكن أن تكون جزءًا مهمًا من كشف تركيب جملة تسلسل نقرات حوت العنبر.
وأضاف ماكووان أن طريقة التعلم الآلي الخاصة بهم قد تكون مفيدة أيضًا لدراسة أنواع أخرى من أصوات الحيوانات.
وقال ماكوان: “من المحتمل العثور على الإيقاع والإيقاع والروباتو والزخرفة في أنواع أخرى من الحيتان”. “نحن نعلم بالفعل أن هذا ينطبق على أغنية الأحدب. ولكن هناك أيضًا أدلة على هذا النوع من الزخرفة في الأنواع المائية والبرية والشجرية الأخرى التي يمكن تطبيق هذا النهج عليها.
لكن على الرغم من أن هذه التقنية مفيدة في تحديد جوانب معينة من التواصل، إلا أنها ليست بمثابة حجر رشيد، كما حذر ريندل.
وقال: “يعد التعلم الآلي أمرًا رائعًا للعثور على الأنماط في مجموعات البيانات الكبيرة، لكنه لا يخلق المعنى”.
ميندي وايزبرجر كاتبة علمية ومنتجة إعلامية ظهرت أعمالها في مجلة Live Science وScientific American ومجلة How It Works.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com