借助AI打開人與動物交流之門

華凌

古老的神話故事里，有人借助魔力指環聽懂動物說什么，并與鳥獸蟲魚交談的橋段；現代迪士尼動畫電影《魔法滿屋》中，米拉貝爾的表弟安東尼的超能力就是能聽懂動物的語言并與它們互動交流。隨著人工智能（AI）技術的發展，人類與動物對話這一夢想或許真的能實現。一些研究人員認為，我們可能很快就可以突破與動物之間的交流障礙了。

近日，據美國《發現》雜志網站報道，海洋中的白鯨彼此交流時，某些發聲信號會揭示它們的社會結構；陸地上的貓鼬會根據捕食者的距離和危險程度，使用一套復雜的報警聲。對此，科學家們正在建立一個AI程序，通過分析龐大的數據集來破譯動物的交流形式。

破譯動物“語言”的AI程序將如何構建？

“破譯動物‘語言’的AI程序和ChatGPT的原理比較相似，它們都是一種序列預測模型，能夠根據動物的行為準確預測下一步會出現什么交流信號，或者根據交流信號預測動物下一步的行為。”近日，西安電子科技大學電子工程學院教授、中國極地科考科學家吳家驥在接受《科技日報》記者采訪時指出。

吳家驥解釋說，這種模型的能力是根據已知的輸入序列，如人類輸入的文本語言或者動物發出的聲音，預測后續序列數據，如后續的文本或者聲音信號。例如，當我們輸入“對不起”時，ChatGPT會預測可能應該回復“沒關系”。模型之所以能夠“學會”這種對應關系，是因為它通過學習來自互聯網或者各種文獻中的海量文本，從統計上發現了“對不起”和“沒關系”這個組合出現的次數最多。也就是說，當出現“對不起”時，從概率上講，后續文本出現“沒關系”的可能性最大。當模型學習到足夠多的這種對話的對應關系時，它就可以根據人類的問題作出相應的回答。

“構建學習動物‘語言’的模型和構建學習人類語言的模型道理相似。”吳家驥進一步解釋說，科學家會收集大量的動物交流信號或者動物的行為，做成一個動物行為數據集。接下來，科學家會使用一個序列預測模型來學習動物行為與行為間的關聯性。如鳥叫聲及其對應的可能發生的后續行為，并計算鳥特定叫聲與特定行為組合出現的概率。這樣，當鳥類出現某種叫聲時，科學家就可以根據這個概率模型來預測它下一個最有可能出現的行為。

然而，人類語言及其表達方式與動物“語言”之間差異很大，科學家們如何處理這種差異，使模型更加準確？

神鵠（swanhub）開源社區創始人陳少宏表示，人類語言與動物“語言”之間的差異主要體現在兩方面：第一，人類語言基本上是由聲音組成的，肢體語言占比很低。而動物“語言”的豐富程度遠高于人類，聲音、動作、氣味等都是組成動物“語言”的重要元素。第二，人類語言一般是具有明確目的和指向性的，而動物“語言”則更為樸素和模糊，其往往僅能表達幾種最原始的需求和反應，如饑餓或恐懼。因此，破譯動物“語言”不僅需要建立多種動物信號的收集方法，也需要人工智能模型擁有對多種模態的數據進行分析處理的能力。

英國帝國理工學院教授、推特首席科學家邁克爾·布朗斯坦曾感言道，破譯動物“語言”、讓人類可以與動物進行交流，將會是AI語言能力發展的下一步，這有望開創人類與動物交流的美好未來。相比于以往的研究，使用AI破譯動物“語言”有哪些優勢？

在之前的研究中，受條件的限制，科學家們破譯動物“語言”難度較大，人們因此更傾向于研究動物是否能夠理解人類語言。近年來，隨著AI技術的發展，科學家可以逐漸深入研究動物傳遞的信號所表達的具體含義。比如米蘭大學收集了440段貓在不同場景下的叫聲，并使用機器學習模型來區別貓在不同場景下叫聲的差異。這些研究已經揭示部分動物確實具備一定程度的“語言”能力，動物“語言”不僅僅只是表達簡單的生理需求，還能夠傳達情緒等更復雜的信息。

“此外，以前的研究往往集中于分析單個物種的行為，且為了便于實驗展開，研究往往是在人造或者特定環境下進行的。隨著語音識別和生物信號采集等技術的進步，我們可以收集到自然狀態下不同物種的行為與信號，并且建立一個涵蓋不同物種、不同環境的大型動物行為數據庫。”陳少宏表示。

陳少宏說，這能幫助科學家們揭示不同物種的行為與交流信號間的共性關系，或者物種間的交流關系，甚至有可能根據這些數據建立一個能夠理解所有動物“語言”的統一模型。這種對動物“語言”的破譯，能讓人們進一步了解動物的生活。

有科研人員說，雖然我們可能永遠無法與鯨魚談論天氣，但是在動物“語言”探索中取得的一些微小進展也將極大提升人與動物之間的關系。

美國北亞利桑那大學北美草原土撥鼠研究專家科恩·斯洛伯德克夫認為，即使動物們的想法與人類的有著天壤之別，但人類只要能夠做到讓它們了解我們一點點的意愿，同時讓我們了解它們的一些意愿，人與動物的關系就將變得不同以往。

“我們目前面對的許多問題，如氣候危機、流行病肆虐等，都與人類將自己與其它動物置于不平等的位置有關。”哲學家伊瓦·梅杰爾在研究種間交流問題時指出，“我們要學會傾聽動物的聲音。”

“如果牲畜能直接向我們表達它們的憂慮，未來的畜牧業可能將發生根本性變化，普遍的種間交流將讓我們不得不從倫理高度來重新審視我們與動物的關系，并迫使我們重新思考人類的消費習慣是否合理，從而重新評估人類在自然界中的位置。”圖靈機器人首席戰略官、亞杰基金合伙人譚茗洲指出。

譚茗洲說，對于動物“語言”模型的研究，有助于我們更深入地理解和引導野生動物的行為，這對保護自然大有幫助。此外，研究動物“語言”模型還可能解決人和寵物間的交流問題，未來針對動物“語言”的研究也許能夠幫助我們更深入了解寵物的訴求與想法，讓人類能以更自然的方式與寵物相處，減少矛盾。

吳家驥補充道，對于動物“語言”的研究也能揭示人類語言進化的部分秘密。人類語言和動物“語言”一直存在潛在的相似性，比如幾乎所有人類語言和動物的發聲都是由音節長度和音高的停頓和變化構成的。對于動物“語言”的研究有可能幫助人類從進化和生物機理的角度解釋人類語言的產生。