2022年03月09日 10:43
【科學快訊】
來源：英國那些事兒
在鋪滿幹草的養豬場裏，一頭圓滾滾的豬向你靠近，發出哼唧哼唧的聲音。
「哼唧哼唧」，這是什麼意思？
很少會有人想這個問題，但哥倫比亞大學的伊洛迪·布萊佛（Elodie Briefer）博士認為，為了農場動物的福祉，我們需要了解豬在說什麼。
（伊洛迪·布萊佛關於豬叫聲的論文）
「大部分動物福利工作都聚焦在動物的身體健康上，可動物的身心健康也很重要。」 布萊佛說，「如果畜牧業可以設計一套自動化系統，評估動物的心理健康，對農場和動物來說都有好處。」
實際上，這就是布萊佛的目標。在蘇黎世聯邦理工大學、法國農業食品與環境研究所的支持下，
他設計出了一個豬語翻譯器，能夠把豬的哼唧聲翻譯成不同情緒。
這個翻譯器是基於神經網絡開發出來的，在解碼動物語言上，人工智能的優勢顯著。
這是因為，和人類的語言相比，動物發出的聲音沒有語法和固定詞匯，隨機的東西太多。
想要梳理動物的聲音，靠人自己聽是幾乎不可能的。
而神經網絡可以短時間內分析海量雜亂無章的信息，從中找出規律。
動物特定聲音對應的意思，也能被找出來。
為了訓練神經網絡，布萊佛團隊錄下411頭豬的7414次豬叫，叫聲發生在19種特定的場景裏。
這些場景分為兩大類，積極場景和消極場景。
積極的包括：
和同窩出生的小豬擠在一起、喝母親的奶、四處奔跑，以及分離後和家人團聚。消極的包括：
和其他小豬打架、被母親壓、短暫的隔離、被閹割，和在屠宰場等待被殺。
布萊佛團隊要做的，就是記錄下不同場景豬的叫聲、行為和心率，了解它此刻的情緒是積極還是消極，發出的聲音有什麼變化。
大部分數據都來自農場和屠宰場，為了喚起豬更微妙的情緒，布萊佛在實驗室裏設置了一個帶食物和玩具的遊樂場，讓豬和不熟悉的物體互動。
分析結果發現，
在高興的時候，豬會發出短促的咕嚕和哼唧聲，音調較低，聲音變化較小。
（左邊是紅色消極場景與綠色積極場景的聲音對比，右邊是具體不同場景的對比）
在悲傷和恐懼的時候，豬會發出長時間「嗯呃」聲，音調更高，聲音變化幅度大，聽上去類似人類尖叫。
在所有場景裏，豬一直會發出低沉的咕噥和叫喊，和情緒沒有關系。
布萊佛說，之所以消極場景裏的豬叫聲最大，可能是因為環境更極端。
這很好理解，換任何一個動物進閹割室和屠宰場，大概都會感到恐慌。
即使是低沉的咕噥聲，在消極場景裏也比積極場景裏更響。
「根據我們的研究，能看到在積極和消極情況下，豬叫聲有明顯差異。」布萊佛告訴媒體，「在積極情況下，叫喊聲更短，聲音波動小。更具體地說，咕嚕聲是從高頻率開始，然後逐漸降低。」
布萊佛的豬語翻譯器可以分析任何一段此前沒聽過的豬叫，將它分為積極或消極情緒，准確率高達92%。
他們相信隨著錄入的豬叫更多，未來能區分更多、更複雜的情緒，剖析豬的心理健康狀況。
目前，豬語翻譯器的算法已經完善，布萊佛希望有人把它開發成農場主可以用的APP，用來改善農場內的動物福利。
關心豬的心理健康，這出發點是好的，不過很多網友吐槽，農場主知道了豬的所思所想，還敢下手殺豬嗎。
「翻譯在屠宰場的慘叫……這想想都讓我脊背發涼……」
「如果我是農場主，我不覺得‘和豬對話’能讓我的宰豬日好過。」
「‘別吃我！’我猜它們說的是這些。」
布萊佛的豬語翻譯器不會精細到翻譯出豬的控訴，只能大致判斷它們的情緒。
不過有趣的是，隨著AI技術的發展，
越來越多的科學家嘗試解讀動物的語言，希望能實現跨物種溝通。
在巴哈馬研究海豚36年的丹妮絲·赫爾辛（Denise Herzing），建立了「野生海豚項目」，希望能翻譯海豚的語言。
（丹妮絲·赫爾辛）
海豚能通過鼻子振動發出口哨聲，每只海豚都有一個標志性口哨聲，就像人類的名字。
它們可以發出口哨聲呼朋喚友，也能告訴遠處的同伴自己在哪裏。
2013年，赫爾辛建了一個人工智能算法，希望識別出海豚哨聲中有意義的部分。
為此，她設計出一款水下鍵盤，上面有四個按鈕，每按一個能發出特定的海豚哨聲。
（赫爾辛掛在身上的就是水下鍵盤）
這些聲音是人工合成的，不是自然的海豚聲，海豚們之前都沒有聽過。
這四個哨聲分別代表圍巾、繩索、馬尾藻和弓箭，當赫爾辛和同事在水下拿它們玩時，就按下屬於它們的哨聲。
（研究員在水下聯系鍵盤）
海豚在旁邊看的時候，會請求赫爾辛玩這些玩具。只有當海豚指向玩具，或者模仿發出玩具的哨聲時，赫爾辛才會給它們。
幾次實驗後，海豚們都明白該怎麼做了，也就是說，它們學會了「海豚語」中的四個新單詞。
（海豚玩馬尾藻）
在它們發出的哨聲裏，還有很多不是人造的，它們是什麼？
也許是「可以給我玩馬尾藻嗎？拜托拜托」，或者「人類！快把馬尾藻給我！」。
因為場景和行為已經固定，分析海豚的其他哨聲會容易很多。
赫爾辛還在用算法解碼哨聲，她相信未來海豚和人類的溝通會變得很容易。
「說不定，有一天我們能聽到海豚的口述曆史呢？」
2017年，麻省理工的科學家用人工智能軟件，解讀絨猴之間的對話。
絨猴也叫拇指猴，是世界上最小的猴子，它們有類似人的社會關系和交流方式，很受動物語言學家的歡迎。
科學家們先是錄下絨猴們嘰嘰喳喳的叫聲，然後開發出一款軟件，將音頻的聲譜圖轉換為黑白圖像，找到其中重複出現的部分。
（ 狨猴聲音轉換成不同圖像）
最後，他們找到絨猴的10到15個單詞，有啾啾、顫聲和唧唧聲等，每種都有自己的含義。
有的聲音，是絨猴表示想吃東西，有的是向其他絨猴示威。和人類嬰兒一樣，小絨猴也是通過觀察其他絨猴的交流，來學習這門語言的。
在北亞利桑那大學，科學家們還研究過土撥鼠的叫聲。
他們發現，當有獵豹或老鷹經過土撥鼠的領地時，它們發出的警示聲不一樣。如果是人類走過領地，土撥鼠的聲音也會因為人穿的衣服而改變。
他們找到三名體型相似的女性志願者，讓她們穿著藍色、綠色和黃色的襯衫經過土撥鼠家門口。
每走過一次，土撥鼠都會驚聲尖叫，但藍色和黃色襯衫者引發的警報聲明顯不同，而綠色和黃色差別很小。
這種差異，意味著土撥鼠在叫喊中傳達出顏色的信息，大概就像「穿藍衣服的雌性兩腳獸來了！」，或者「這次來的是穿黃衣服的！」。
還有很多人在研究鯨魚的聲音。
一個名為Whale-X的項目在收集和分析鯨魚群中的交流聲，另一個叫CETI計劃的機構想找到鯨魚的語言結構。
也就是說，他們想找到鯨魚的交流由哪些部分組成，是否有語法、句法、單詞和句子。
在所有項目中，最野心勃勃的是「跨物種互聯網」。
它的創建者包括「互聯網之父」溫特·瑟夫（Vint Cerf）、認知心理學家戴安娜·萊斯（Diana Reiss）和麻省理工教授尼爾·格森費爾德（Neil Gershenfeld）。
他們希望利用網絡技術，實現動物與動物之間、動物與人之間的交流。
第一批被研究的是海豚、大象和猿，4500名科學家研究它們的交流方式。有參與者感歎：「計算機技術終於讓我們看清動物世界的內部，向我們展示它們是複雜的、有知覺的、值得被尊重的生物。」
科技的進步，讓曾經夢想的一切慢慢實現。
也許未來一百年，人類真的能和動物交談，傾聽它們的故事，看它們眼中的世界……
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