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Tecnología

Más allá de lo creíble conversan con animales

Científicos usan algoritmos de aprendizaje automático para analizar los sonidos de distintas especies y comunicarse

The New York Times

domingo, 04 septiembre 2022 | 06:00

The New York Times | Las ratas topo desnudas tienen un elaborado repertorio vocal

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Nueva York.– Tal vez la rata topo desnuda no tiene mucho que mostrar, pero tiene mucho que decir. Los roedores arrugados y bigotones, los cuales viven, como muchas hormigas, en grandes colonias subterráneas, tienen un repertorio vocal elaborado. Silban, trinan y pían; gruñen, hipan y sisean.

Y, cuando dos de las ratas volubles se encuentran en un túnel oscuro, intercambian un saludo estándar. “Hacen un pío suave y luego un pío suave y repetitivo”, comentó Alison Barker, neurocientífica del Instituto Max Planck de Neurobiología en Alemania. “Tienen una pequeña conversación”.

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Al usar algoritmos de aprendizaje automático para analizar 36 mil píos suaves grabados en siete colonias de ratas topo, Barker y sus colegas descubrieron que en este intercambio diario hay una riqueza de información social.

Cada una de las ratas no sólo tiene su propia firma vocal, sino que cada colonia tenía su propio dialecto distintivo, el cual se heredó culturalmente a través de las generaciones. Durante las épocas de inestabilidad social –como en las semanas posteriores a que la reina de la colonia fuera depuesta con violencia–, estos dialectos cohesivos colapsaron. Cuando una nueva monarca comenzó su reinado, al parecer se estableció un nuevo dialecto.

Los sistemas de aprendizaje automático, que utilizan algoritmos para detectar patrones en grandes colecciones de datos, han sobresalido en el análisis del lenguaje humano, gracias a lo cual han aparecido asistentes de voz que reconocen la forma de hablar, el software de transcripción que convierte el habla en texto y las herramientas digitales que traducen entre idiomas humanos.

En años recientes, los científicos han comenzado a desplegar esta tecnología para decodificar la comunicación animal por medio de algoritmos de aprendizaje automático que identifican cuándo están estresados los ratones chillones o por qué gritan los murciélagos frugívoros. Hay estudios todavía más ambiciosos en marcha, para crear un catálogo extenso de los llamados de los cuervos, mapear la sintaxis de los cachalotes e incluso construir tecnologías que permitan respuestas de los humanos.

“Intentemos encontrar un traductor de Google para animales”, comentó Diana Reiss, experta en cognición y comunicación de los delfines en el Colegio Hunter y cofundadora de Interspecies Internet, un centro de investigación dedicado a facilitar la comunicación entre especies.

El campo es joven y muchos proyectos todavía están en pañales; la humanidad no está a punto de tener una piedra de Rosetta para el canto de las ballenas ni la capacidad de chismear con los gatos. Sin embargo, el trabajo ya está revelando que la comunicación animal es mucho más compleja de lo que le suena al oído humano y el parloteo está proporcionando una visión más rica del mundo fuera de nuestra especie.

“Me parece muy interesante que las máquinas puedan ayudarnos a estar más cerca de la vida animada, que las inteligencias artificiales puedan servirnos para percibir inteligencias biológicas”, expresó.

Sistemas avanzados para escuchar a escondidas 

Los estudios sobre la comunicación animal no son nuevos, pero los algoritmos de aprendizaje automático pueden detectar patrones sutiles que podrían eludir al oído humano. Por ejemplo, los científicos han demostrado que estos programas pueden diferenciar las voces de animales individuales, distinguir entre los sonidos que hacen los animales en distintas circunstancias y desglosar sus vocalizaciones en partes más pequeñas, un paso crucial para descifrar las intenciones.

“Algo increíble de los sonidos animales es que todavía hay muchos misterios en los cuales podemos utilizar la computación”, opinó Dan Stowell, experto en audición computacional en la Universidad de Tilburgo y en el Centro de Biodiversidad Naturalis en los Países Bajos.

Hace varios años, unos investigadores de la Universidad de Washington utilizaron el aprendizaje automático para desarrollar un software, llamado DeepSqueak, que puede detectar, analizar y categorizar en automático las vocalizaciones ultrasónicas de los roedores.

El DeepSqueak se ha readaptado para otras especies, entre ellas los lémures y las ballenas, mientras otros equipos han desarrollado sus propios sistemas para detectar de manera automática cuando los pollos cacarean o los cerdos chillan al estar alterados.

La decodificación de las intenciones 

Decodificar las intenciones de los animales también requiere grandes cantidades de datos sobre el contexto que rodea a cada uno de los chillidos y graznidos.

Para aprender más sobre las vocalizaciones de los murciélagos frugívoros de Egipto, unos investigadores utilizaron cámaras de video y micrófonos para grabar a los grupos de animales durante 75 días. Luego, revisaron las grabaciones y anotaron minuciosamente varios detalles importantes, como cuál murciélago estaba vocalizando y en qué contexto, para cada uno de los casi 15 mil llamados.

Los murciélagos son animales pugilísticos que suelen pelear en sus colonias aglomeradas y la gran mayoría de sus vocalizaciones son agresivas. “En esencia, se están empujando entre sí”, comentó Yossi Yovel, neuroecólogo de la Universidad de Tel Aviv en Israel que encabezó la investigación. “Imagina un gran estadio y que todo el mundo quiere encontrar un asiento”.

Sin embargo, un sistema de aprendizaje automático pudo distinguir, con una precisión del 61 por ciento, entre emisiones agresivas hechas en cuatro contextos para determinar si una en particular se realizó durante una pelea relacionada con el alimento, el apareamiento, la posición de la percha o el sueño. Yovel hizo notar que no es una interpretación perfecta, pero es mucho mejor que el 25 por ciento de exactitud asociado con una suposición al azar.

Cuentos de ballenas

Hay otros proyectos importantes en marcha. El proyecto de la Iniciativa de Traducción Cetácea (CETI) está juntando a expertos en aprendizaje automático, biólogos marinos, especialistas en robótica, lingüistas y criptógrafos, entre otros, de más de una decena de instituciones para decodificar las comunicaciones de los cachalotes, los cuales emiten ráfagas de clics que están organizados en secuencias parecidas a la clave Morse llamadas codas.

El equipo está planeando instalar este otoño sus “estaciones centrales de escucha de ballenas”, cada una de las cuales incluye 28 micrófonos submarinos en la costa de Dominica. También quieren usar pescados robóticos para grabar audio y video de las ballenas, así como pequeñas terminales acústicas para registrar las vocalizaciones y los movimientos de animales individuales.

¿Qué se busca?

Decodificar la comunicación animal por medio de inteligencia artificial y generar respuestas de manera artificial

En números

36 mil píos suaves de ratas topo fueron analizados

28 micrófonos submarinos fueron colocados en la costa de Dominica para escuchar a las ballenas

75 días grabaron a los murciélagos frugívoros de Egipto

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