使用算法解码抹香鲸的复杂拼音

数千年来，鲸鱼的诱惑激发了人类的意识，使这些海洋巨人成为深海中神秘的居民。从圣经中的《利维坦》到赫尔曼·梅尔维尔令人敬畏的《白鲸》，鲸鱼一直是神话和民间传说的中心。尽管鲸类学或鲸鱼科学在过去一个世纪里提高了我们对这些海洋哺乳动物的了解，但研究鲸鱼仍然是一个巨大的挑战

现在，多亏了机器学习，我们更接近于理解这些温和的巨人了。麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）和鲸目翻译倡议（CETI）项目的研究人员最近使用算法解码了“抹香鲸音标”，揭示了抹香鲸通信中类似于其他动物物种的人类语音和通信系统的复杂结构

在《自然通讯》上发表的一项新的开放获取研究中，该研究表明，抹香鲸用来交流的密码，或短暂的点击，在结构上会根据对话环境而有很大差异，揭示了一个比以前理解的要复杂得多的交流系统

研究人员确定了某种“抹香鲸音标”，研究人员称之为“节奏”、“节拍”、“rubato”和“装饰”的各种元素相互作用，形成了大量可区分的尾音。例如，鲸鱼会根据对话上下文系统地调整尾音的某些方面，例如平稳地改变叫声的持续时间；rubato&mdash；或者增加额外的装饰性点击。但更值得注意的是，他们发现这些尾音的基本组成部分可以以组合的方式组合在一起，使鲸鱼能够构建出大量不同的发声曲目

这些实验是使用部署在东加勒比家族鲸鱼身上的声学生物记录标签（特别是被称为“D标签”的东西）进行的。这些标签捕捉到了鲸鱼声音模式的复杂细节。通过开发新的可视化和数据分析技术，CSAIL的研究人员发现，个体抹香鲸可以在长时间的交换中发出各种密码子模式，而不仅仅是重复相同的密码子。他们说，这些模式是微妙的，包括其他鲸鱼也会产生和识别的细粒度变化

“我们正在冒险进入未知领域，在没有任何预先存在的地面实况数据的情况下破解抹香鲸通信的奥秘，”CSAIL主任、麻省理工学院电气工程和计算机科学教授Daniela Rus说

“使用机器学习对于识别它们交流的特征和预测它们接下来说什么很重要。我们的发现表明了结构化信息内容的存在，也挑战了许多语言学家普遍认为复杂交流是人类独有的观点。”

在所有已知的动物中拥有最大的大脑。这伴随着家庭和文化群体之间非常复杂的社会行为，需要强有力的沟通和协调，尤其是在深海狩猎等压力重重的环境中

鲸鱼在很大程度上要归功于罗杰·佩恩，前CETI项目顾问、鲸鱼生物学家、自然保护主义者和麦克阿瑟研究员，他是阐释鲸鱼音乐生涯的重要人物。佩恩在1971年著名的《科学》杂志文章《座头鲸之歌》中记录了鲸鱼是如何唱歌的。他的工作后来推动了“拯救鲸鱼”运动，这是一项成功而及时的保护倡议

“罗杰的研究突出了科学对社会的影响。他发现鲸鱼会唱歌，这导致了《海洋哺乳动物保护法》的出台，并帮助拯救了几个濒临灭绝的鲸鱼物种。这项跨学科研究现在让我们离了解抹香鲸在说什么又近了一步，”CETI项目的负责人和创始人、纽约城市大学杰出生物学教授David Gruber说；一种语言现象，简单的元素结合在一起，传达出以前被认为是人类语言独有的复杂含义

“我们研究的一个有趣的方面是，它与接触外星物种的假设场景相似。这是关于了解一个具有完全不同的环境和通信协议的物种，在那里它们的相互作用与人类规范明显不同，”CSAIL附属机构EECS的麻省理工学院博士生、该研究的主要作者Pratyusha Sharma说

“我们正在探索如何解释其通信中的基本意义单位