2022年03月13日 09:00
【科學快訊】
獲得1973年諾貝爾生理學或醫學獎的康拉德·洛倫茨是一位動物學家，他寫過一本講述動物行為學的書，名為《所羅門王的指環》。書中說史料記載，所羅門王借助有魔力的指環，能夠聽懂動物在說什麼，與鳥獸蟲魚交談。
現在，這枚指環或許可以叫「人工智能」。借助人工智能的翻譯，科學家們至少能夠聽懂豬在想啥了！
在一項最近發表於Scientific Reports的研究論文中，來自丹麥、瑞士、法國、德國、挪威和捷克共和國的16名研究人員，首次開發了這樣一款人工智能，可以把豬在各種場景中發出的聲音「翻譯」出來，讀出豬豬的真實情緒，比如是正處於快樂或興奮的心情，還是非常害怕、充滿壓力。
從豬圈到肉廠
根據研究論文的描述，研究人員能翻譯出來的豬叫聲涵蓋了家豬一生經曆的各種場景，從出生直到進入屠宰場……
訓練這樣的人工智能需要大量數據，為此研究人員錄下了411頭家豬的7000多次豬叫。
這7000多條錄音發生於19種不同的場景。除了養豬場、閹割室、屠宰場等環境外，為了喚起豬豬各種更微妙的情緒，他們還在實驗室裏打造了多種模擬場景，比如放置玩具或食物的遊樂場，或是讓豬豬可以探索的一些新奇物件等。記錄叫聲的同時，研究人員還對豬的行為動作和心率進行了監測。
豬豬的快樂與痛苦
研究人員介紹，家豬的叫聲主要分為高頻尖叫和低頻哼哼兩大類，每一類中又有幾種區分不太明顯的亞類。其他一些特征，比如持續時間、能量分布等，還會根據具體的場景存在各種變化。
而在學習和分析了7000多份錄音後，人工智能學會了從不同的聲音模式中「解碼」出豬豬在不同場景下的情緒，尤其是區分積極場景下的情緒和消極場景下的情緒。
典型的積極場景中，像是喝奶、和其他小豬仔擠在一塊兒、回到媽媽身邊、自由奔跑等，快樂的豬豬會發出短促的低頻哼哼聲、呼嚕聲，振幅很小。
而在典型的消極場景中，比如與其他小豬仔打架、被媽媽壓在身下、得不到照顧，以及被閹割和進入屠宰場等待最後的結局時，充滿悲傷和恐懼的聲音，不僅有低頻哼哼聲，還有很多高頻的尖叫聲和嚎叫聲。
而在兩個極端之間，研究人員通過更仔細地分析錄音，使用神經網絡對聲音頻譜圖進行分類，可以更詳細地解碼豬在特定場景下的情緒。
「通過訓練算法來識別這些聲音，我們可以以92%的正確率翻譯出豬叫聲中的情緒。」負責這項研究的科學家、哥本哈根大學的生物學教授Elodie Briefer說道。
動物語言翻譯器
這些科學家之所以想要讀懂豬豬的心思，是希望有助於改善動物的福利。因為人們逐漸認識到，除了過去受關注的身體健康外，心理健康也是動物福利中重要的一方面。而這項研究通過解碼豬豬叫聲，表明從動物的聲音中可以很好地洞察它們的情緒。
接下來，Elodie Briefer教授希望有人可以將算法開發成智能翻譯器之類的應用程序，以方便人們在各種實際環境中識別動物的情緒。
研究人員指出，由於對動物福利的重視，研究動物的情緒是過去20年裏出現的一個相對較新的領域。除了豬等家畜外，與貓、狗等寵物進行交流、讀懂它們的情緒也成為越來越多人的需求。而人工智能等前沿技術的發展正在使之成為可能。
也許不久之後，我們也都能擁有所羅門王的指環。
參考資料：
<1> Briefer， E.F。， Sypherd， C.C.R。， Linhart， P。
et al。
（2022）。
Classification of pig calls produced from birth to slaughter according to their emotional valence and context of production。
Sci Rep Doi： https：//doi.org/10.1038/s41598-022-07174-8
<2> Pig grunts reveal their emotions。
Retrieved Mar。
11， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/945428
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