اكتشاف “أبجدية” حوت العنبر بفضل التعلم الآلي

يعتقد الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا CSAIL ومشروع CETI أنهم تمكنوا من فتح نوع من أبجدية حوت العنبر بمساعدة تقنيات التعلم الآلي. تشير نتائج الدراسة، التي نُشرت تحت عنوان “البنية السياقية والتوليفية في نطق حوت العنبر”، إلى إنجازات رئيسية في فهمنا لتواصل الحيتانيات.

تتناول الدراسة الكودات، وهي سلسلة من النقرات التي تخدم وظائف لغوية مختلفة. وقالت دانييلا روس، مديرة CSAIL، لـ TechCrunch: “ما اكتشفناه هو أن هناك اختلافًا غير موصوف سابقًا في بنية الكودا”. “لقد اكتشفنا أن أنواع الكودا ليست اعتباطية، بل إنها تشكل نظام ترميز تجميعي تم اكتشافه حديثًا.”

في حين أن أصوات الحيتان كانت موضوعًا رئيسيًا للبحث لعقود من الزمن، تشير الفرق التي تقف وراء هذا البحث الجديد إلى أنهم اكتشفوا مستوى من الفروق الدقيقة غير المعروفة سابقًا بين الثدييات البحرية الثرثارة. تشير الورقة إلى أن الأبحاث السابقة لاحظت وجود 150 كودا مختلفة لحيتان العنبر.

“لقد ثبت أن مجموعة فرعية من هذه العناصر تقوم بتشفير المعلومات حول هوية المتصل والعشيرة”، كما يوضح. “ومع ذلك، فإن كل شيء آخر تقريبًا يتعلق بنظام اتصالات حوت العنبر، بما في ذلك الأسئلة الأساسية حول هيكله وقدرته على حمل المعلومات، لا يزال مجهولاً”.

واعتمدت الفرق على أعمال روجر باين، عالم الأحياء البحرية الرائد الذي وافته المنية في يونيو الماضي. تضمنت أعمال باين الأكثر تأثيرًا أغاني الحيتان الحدباء. يقول روس: “لقد ألهمنا حقًا الرغبة في استخدام تقنياتنا الأكثر تقدمًا للحصول على فهم أعمق للحيتان”.

نشرت الفرق حلول التعلم الآلي لتحليل مجموعة بيانات مكونة من 8719 كودًا لحيتان العنبر، جمعها الباحث شين جيرو قبالة ساحل جزيرة دومينيكا الصغيرة في شرق البحر الكاريبي.

يوضح روس: “سنحصل على المدخلات، ثم نقوم بتعديل التعلم الآلي لدينا، لتصور أفضل وفهم المزيد”. “وبعد ذلك سنقوم بتحليل النتائج مع عالم الأحياء.”

شكلت طريقة الفريق تغييرًا عن التحليل القديم، الذي درس المرحلة الفردية. تتشكل صورة أكثر ثراءً عندما تتم دراسة الأصوات في السياق، مثل التبادلات بين الحيتان. يتم تصنيف التفاصيل السياقية باستخدام مصطلحات الموسيقى. يتضمن ذلك الإيقاع والإيقاع والزخرفة والروباتو. ومن هناك، عزل الفريق ما يشير إليه بالأبجدية الصوتية لحوت العنبر.

يقول روس: “هذه الأبجدية الصوتية تجعل من الممكن شرح التباين الملحوظ في بنية الكودا بشكل منهجي”. “نعتقد أنه من الممكن أن تكون هذه هي المرة الأولى خارج اللغة البشرية حيث يوفر الاتصال مثالاً على المفهوم اللغوي لازدواجية التنميط. ويشير ذلك إلى مجموعة من العناصر الفردية التي لا معنى لها والتي يمكن دمجها لتكوين وحدات ذات معنى أكبر، مثل دمج المقاطع في الكلمات.

يأخذ معنى تلك “الكلمات” معاني مختلفة بناءً على سياق مختلف. وتضيف الورقة:

توضح نتائجنا أن أصوات حوت العنبر تشكل نظام اتصال اندماجيًا معقدًا: يمكن تفسير المخزون التعسفي ظاهريًا لأنواع الكودا من خلال مجموعات من ميزات الإيقاع والإيقاع والروباتو والزخرفة. أنظمة النطق التوافقية الكبيرة نادرة جدًا في الطبيعة؛ ومع ذلك، فإن استخدامها من قبل حيتان العنبر يُظهر أنها ليست بشرية بشكل فريد، ويمكن أن تنشأ من ضغوط فسيولوجية وبيئية واجتماعية مختلفة بشكل كبير.

في حين أن هذا الإنجاز مثير لجميع المشاركين، إلا أنه لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، أولاً مع حيتان العنبر ومن ثم احتمال التوسع ليشمل أنواعًا أخرى مثل الحيتان الحدباء.

يقول روس: “لقد قررنا الذهاب إلى حيتان العنبر لأنه كان لدينا مجموعة بيانات واسعة النطاق، ولدينا إمكانية جمع المزيد من مجموعات البيانات”. “أيضًا، نظرًا لأن النقرات تشكل نوعًا من نظام الاتصال المنفصل، فإن تحليلها أسهل بكثير من تحليل نظام الاتصال المستمر. ولكن حتى عمل روجر باين أظهر أن أغاني الحيتان الحدباء ليست عشوائية. هناك مقاطع تتكرر وهناك بنية مثيرة للاهتمام هناك. لم نتمكن من إجراء دراسة متعمقة.”