借助AI打开人与动物交流之门

古老的神话故事里，有人借助魔力指环听懂动物说什么，并与鸟兽虫鱼交谈的桥段；现代迪士尼动画电影《魔法满屋》中，米拉贝尔的表弟安东尼的超能力就是能听懂动物的语言并与它们互动交流。随着人工智能（AI）技术的发展，人类与动物对话这一梦想或许真的能实现。一些研究人员认为，我们可能很快就可以突破与动物之间的交流障碍了。

近日，据美国《发现》杂志网站报道，海洋中的白鲸彼此交流时，某些发声信号会揭示它们的社会结构；陆地上的猫鼬会根据捕食者的距离和危险程度，使用一套复杂的报警声。对此，科学家们正在建立一个AI程序，通过分析庞大的数据集来破译动物的交流形式。

原理与ChatGPT有些相似

破译动物“语言”的AI程序将如何构建？

“破译动物‘语言’的AI程序和ChatGPT的原理比较相似，它们都是一种序列预测模型，能够根据动物的行为准确预测下一步会出现什么交流信号，或者根据交流信号预测动物下一步的行为。”近日，西安电子科技大学电子工程学院教授、中国极地科考科学家吴家骥在接受科技日报记者采访时指出。

吴家骥解释说，这种模型的能力是根据已知的输入序列，如人类输入的文本语言或者动物发出的声音，预测后续序列数据，如后续的文本或者声音信号。例如，当我们输入“对不起”时，ChatGPT会预测可能应该回复“没关系”。模型之所以能够“学会”这种对应关系，是因为它通过学习来自互联网或者各种文献中的海量文本，从统计上发现了“对不起”和“没关系”这个组合出现的次数最多。也就是说，当出现“对不起”时，从概率上讲，后续文本出现“没关系”的可能性最大。当模型学习到足够多的这种对话的对应关系时，它就可以根据人类的问题作出相应的回答。

“构建学习动物‘语言’的模型和构建学习人类语言的模型道理相似。”吴家骥进一步解释说，科学家会收集大量的动物交流信号或者动物的行为，做成一个动物行为数据集。接下来，科学家会使用一个序列预测模型来学习动物行为与行为间的关联性。如鸟叫声及其对应的可能发生的后续行为，并计算鸟特定叫声与特定行为组合出现的概率。这样，当鸟类出现某种叫声时，科学家就可以根据这个概率模型来预测它下一个最有可能出现的行为。

然而，人类语言及其表达方式与动物“语言”之间差异很大，科学家们如何处理这种差异，使模型更加准确？

神鹄（swanhub）开源社区创始人陈少宏表示，人类语言与动物“语言”之间的差异主要体现在两方面：第一，人类语言基本上是由声音组成的，肢体语言占比很低。而动物“语言”的丰富程度远高于人类，声音、动作、气味等都是组成动物“语言”的重要元素。 第二，人类语言一般是具有明确目的和指向性的，而动物“语言”则更为朴素和模糊，其往往仅能表达几种最原始的需求和反应，如饥饿或恐惧。因此，破译动物“语言”不仅需要建立多种动物信号的收集方法，也需要人工智能模型拥有对多种模态的数据进行分析处理的能力。

让理解动物“语言”变得简单

英国帝国理工学院教授、推特首席科学家迈克尔·布朗斯坦曾感言道，破译动物“语言”、让人类可以与动物进行交流，将会是AI语言能力发展的下一步，这有望开创人类与动物交流的美好未来。相比于以往的研究，使用AI破译动物“语言”有哪些优势？

在之前的研究中，受条件的限制，科学家们破译动物“语言”难度较大，人们因此更倾向于研究动物是否能够理解人类语言。近年来，随着AI技术的发展，科学家可以逐渐深入研究动物传递的信号所表达的具体含义。比如米兰大学收集了440段猫在不同场景下的叫声，并使用机器学习模型来区别猫在不同场景下叫声的差异。这些研究已经揭示部分动物确实具备一定程度的“语言”能力，动物“语言”不仅仅只是表达简单的生理需求，还能够传达情绪等更复杂的信息。

“此外，以前的研究往往集中于分析单个物种的行为，且为了便于实验展开，研究往往是在人造或者特定环境下进行的。随着语音识别和生物信号采集等技术的进步，我们可以收集到自然状态下不同物种的行为与信号，并且建立一个涵盖不同物种、不同环境的大型动物行为数据库。”陈少宏表示。

陈少宏说，这能帮助科学家们揭示不同物种的行为与交流信号间的共性关系，或者物种间的交流关系，甚至有可能根据这些数据建立一个能够理解所有动物“语言”的统一模型。这种对动物“语言”的破译，能让人们进一步了解动物的生活。

提升人与动物之间的关系

有科研人员说，虽然我们可能永远无法与鲸鱼谈论天气，但是在动物“语言”探索中取得的一些微小进展也将极大提升人与动物之间的关系。

美国北亚利桑那大学北美草原土拨鼠研究专家科恩·斯洛伯德克夫认为，即使动物们的想法与人类的有着天壤之别，但人类只要能够做到让它们了解我们一点点的意愿，同时让我们了解它们的一些意愿，人与动物的关系就将变得不同以往。

“我们目前面对的许多问题，如气候危机、流行病肆虐等，都与人类将自己与其它动物置于不平等的位置有关。”哲学家伊瓦·梅杰尔在研究种间交流问题时指出，“我们要学会倾听动物的声音。”

“如果牲畜能直接向我们表达它们的忧虑，未来的畜牧业可能将发生根本性变化，普遍的种间交流将让我们不得不从伦理高度来重新审视我们与动物的关系，并迫使我们重新思考人类的消费习惯是否合理，从而重新评估人类在自然界中的位置。”图灵机器人首席战略官、亚杰基金合伙人谭茗洲指出。

谭茗洲说，对于动物“语言”模型的研究，有助于我们更深入地理解和引导野生动物的行为，这对保护自然大有帮助。此外，研究动物“语言”模型还可能解决人和宠物间的交流问题，未来针对动物“语言”的研究也许能够帮助我们更深入了解宠物的诉求与想法，让人类能以更自然的方式与宠物相处，减少矛盾。

吴家骥补充道，对于动物“语言”的研究也能揭示人类语言进化的部分秘密。人类语言和动物“语言”一直存在潜在的相似性，比如几乎所有人类语言和动物的发声都是由音节长度和音高的停顿和变化构成的。对于动物“语言”的研究有可能帮助人类从进化和生物机理的角度解释人类语言的产生。