ค้นพบ "ตัวอักษร" ของวาฬสเปิร์ม ด้วย Machine Learning
ผลการวิจัยล่าสุดจากนักวิจัยที่ MIT CSAIL และ Project CETI เชื่อว่าพวกเขาได้ไขรหัส "ตัวอักษร" ของวาฬสเปิร์มแล้วด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยี Machine Learning ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ภายใต้ชื่อ "Contextual and Combinatorial Structure in Sperm Whale Vocalizations" ชี้ให้เห็นถึงความก้าวหน้าสำคัญในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการสื่อสารของวาฬ
การศึกษานี้เกี่ยวข้องกับ Coda ซึ่งเป็นชุดของเสียงคลิกที่ทำหน้าที่ทางภาษาที่แตกต่างกัน "สิ่งที่เราค้นพบคือมีความแปรปรวนในโครงสร้าง Coda ที่ไม่เคยมีการอธิบายมาก่อน" Daniela Rus ผู้อำนวยการ CSAIL กล่าวกับ TechCrunch "เราค้นพบว่าประเภท Coda ไม่ได้เป็นแบบสุ่ม แต่กลับสร้างระบบ Coding แบบ Combinatory ที่เพิ่งค้นพบใหม่"
ในขณะที่การส่งเสียงของวาฬเป็นหัวข้อสำคัญของการวิจัยมาหลายทศวรรษ ทีมที่อยู่เบื้องหลังงานวิจัยใหม่นี้แนะนำว่าพวกเขาได้ค้นพบระดับของรายละเอียดปลีกย่อยที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนในหมู่วาฬที่ชอบพูดคุย งานวิจัยระบุว่ามีการบันทึก Coda ของวาฬสเปิร์มกว่า 150 แบบที่แตกต่างกัน
"ชุดย่อยของสิ่งเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีการเข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับผู้โทรและตัวตนของกลุ่ม อย่างไรก็ตาม เกือบทุกอย่างเกี่ยวกับระบบการสื่อสารของวาฬสเปิร์ม รวมถึงคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับโครงสร้างและความสามารถในการบรรจุข้อมูล ยังคงไม่เป็นที่รู้จัก"
ทีมได้นำผลงานของ Roger Payne นักชีววิทยาทางทะเลผู้บุกเบิกที่เสียชีวิตเมื่อเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา ผลงานที่มีอิทธิพลมากที่สุดของ Payne เกี่ยวข้องกับเพลงของวาฬหลังค่อม "เขาสร้างแรงบันดาลใจให้เราอยากใช้เทคโนโลยีที่ล้ำสมัยที่สุดเพื่อทำความเข้าใจวาฬให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น" Rus กล่าว
ทีมได้ใช้โซลูชัน Machine Learning เพื่อวิเคราะห์ชุดข้อมูล Coda ของวาฬสเปิร์ม 8,719 ตัวที่รวบรวมโดยนักวิจัย Shane Gero นอกชายฝั่งของเกาะเล็กๆ ทางตะวันออกของแคริบเบียน Dominica "เราจะได้รับ Input แล้วเราก็ปรับ Machine Learning ของเราเพื่อให้มองเห็นได้ดีขึ้นและเข้าใจมากขึ้น" Rus อธิบาย "และจากนั้นเราจะวิเคราะห์ Output กับนักชีววิทยา"
วิธีการของทีมแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงจากการวิเคราะห์แบบเก่าที่ศึกษา Coda แต่ละตัว ภาพที่สมบูรณ์ขึ้นจะเกิดขึ้นเมื่อเสียงถูกศึกษาในบริบท เช่นการแลกเปลี่ยนระหว่างวาฬ รายละเอียดเชิงบริบทจะถูกจัดหมวดหมู่โดยใช้คำศัพท์ทางดนตรี ซึ่งรวมถึง Tempo, Rhythm, Ornamentation และ Rubato จากนั้นทีมก็แยก "ตัวอักษรทางสัทศาสตร์" ของวาฬสเปิร์ม
"ตัวอักษรทางสัทศาสตร์นี้ทำให้สามารถอธิบายความแปรปรวนที่สังเกตได้ในโครงสร้าง Coda ได้อย่างเป็นระบบ" Rus กล่าว "เราเชื่อว่ามีความเป็นไปได้ที่นี่อาจเป็นกรณีแรกนอกเหนือจากภาษาของมนุษย์ที่การสื่อสารให้ตัวอย่างของแนวคิดทางภาษาศาสตร์ของ Duality of Patterning ซึ่งหมายถึงชุดขององค์ประกอบที่ไม่มีความหมายเมื่อแยกกัน แต่สามารถรวมกันเพื่อสร้างหน่วยที่มีความหมายที่ใหญ่ขึ้น เหมือนกับการรวมพยางค์เป็นคำ"
ความหมายของ "คำ" เหล่านั้นมีความหมายแตกต่างกันไปตามบริบทต่างๆ งานวิจัยเพิ่มเติมว่า:
ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าการส่งเสียงของวาฬสเปิร์มก่อให้เกิดระบบการสื่อสารแบบ Combinatorial ที่ซับซ้อน: ชุดของประเภท Coda ที่ดูเหมือนจะสุ่มสามารถอธิบายได้ด้วยการรวมกันของคุณสมบัติ Rhythm, Tempo, Rubato และ Ornamentation ระบบการส่งเสียงแบบ Combinatorial ขนาดใหญ่หายากมากในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม การใช้งานโดยวาฬสเปิร์มแสดงให้เห็นว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเอกลักษณ์ของมนุษย์เท่านั้น และสามารถเกิดขึ้นได้จากแรงกดดันทางสรีรวิทยา นิเวศวิทยา และสังคมที่แตกต่างกันอย่างมาก
แม้ว่าความก้าวหน้านี้จะน่าตื่นเต้นสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้อง แต่ก็ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำ ก่อนอื่นกับวาฬสเปิร์ม และอาจขยายไปสู่สปีชีส์อื่นๆ เช่น วาฬหลังค่อม
"เราตัดสินใจไปหาวาฬสเปิร์มเพราะเรามีชุดข้อมูลจำนวนมาก และเรามีความเป็นไปได้ที่จะรวบรวมชุดข้อมูลอีกมากมาย" Rus กล่าว "นอกจากนี้ เนื่องจากเสียงคลิกสร้างระบบการสื่อสารแบบ Discrete จึงง่ายต่อการวิเคราะห์กว่าระบบการสื่อสารแบบต่อเนื่อง แต่แม้แต่ผลงานของ Roger Payne ก็แสดงให้เห็นว่าเพลงของวาฬหลังค่อมไม่ได้เป็นแบบสุ่ม มีส่วนที่ถูกทำซ้ำและมีโครงสร้างที่น่าสนใจ เราแค่ยังไม่ได้ศึกษาอย่างลึกซึ้ง"
ข้อมูลอ้างอิงจาก Machine learning aids in discovery of sperm whale ‘alphabet’