Роботизированная революция в расшифровке языка китов
Кашалоты общаются с помощью серии звуковых щелчков, но расшифровать их значение без понимания контекста было крайне сложно. Теперь автономный подводный робот, способный следовать за животными и записывать их сигналы в реальном времени, открывает новые возможности для изучения коммуникации этих морских гигантов.
Кашалоты (Physeter macrocephalus) — высокосоциальные животные, которые используют звуковые щелчки для навигации, охоты и общения. Свои «сообщения» они передают через короткие последовательности уникальных сигналов, известных как коды. Хотя ученые обнаружили эту особенность еще в 1957 году, понимание языка китов оставалось сложной задачей: морские млекопитающие ныряют на глубину более 1,6 километра и проводят под водой до 50 минут каждый час, что делает непрерывное наблюдение почти невозможным.
В исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые представили прорывную технологию для изучения этих млекопитающих, чей мозг считается одним из самых развитых в животном мире. Исследователи разработали автономного подводного робота — «глайдер» (Glider), который способен долгое время находиться под водой, перемещаясь по заданному маршруту за счет изменения плавучести.
Технология «водителя на заднем сиденье»
На борту глайдера установлены четыре гидрофона для записи звуков. Главная инновация заключается в системе принятия решений, получившей название «водитель на заднем сиденье» (Backseat Driver). Подобно алгоритмам в беспилотных автомобилях, эта система позволяет роботу менять задачу в реальном времени при обнаружении акустического сигнала.
«Когда робот распознает уникальные звуки кашалотов, программное обеспечение определяет направление источника и автоматически передает данные навигационной системе, — поясняет морской биолог из США доктор Дэвид Грубер, основатель проекта CETI (Инициатива по переводу морских млекопитающих) из Городского университета Нью-Йорка. — Робот становится тихим исследователем, который неуклонно движется в океане, собирая информацию. В отличие от случайных записей с судов или датчиков на самих китах, наша разработка позволяет следить за одной особью в течение долгого времени».
Профессор Рои Диамант из лаборатории акустики и подводной навигации Хайфского университета, руководивший разработкой совместно с профессором Даном Черновым, отмечает: «Такое долгосрочное слежение позволяет понять поведенческий контекст: связь между звуками и конкретными действиями китов. Мы верим, что это приведет к расшифровке их коммуникации».
От коротких встреч к непрерывному диалогу
Новая система знаменует переход от эпизодических наблюдений к изучению непрерывных взаимодействий. Это дает ученым шанс увидеть, как, например, детеныши учатся обрабатывать звуки своих матерей. Робот самостоятельно принимает решения, выбирая самые сильные сигналы, при этом в него заложены строгие протоколы безопасности, ограничивающие глубину работы и дистанцию приближения к животным.
Эффективность системы была подтверждена в ходе контролируемых экспериментов на юге Франции, проведенных исследователями лаборатории Иешаягу Певзнером и Шломи Даханом совместно с компанией Alseamar. Робот успешно менял направление движения, автономно следуя за судном, транслирующим записи сигналов китов.
Влияние на экологию и науку
Помимо лингвистического анализа, технология поможет понять, как человеческая деятельность — судоходство и морские работы — влияет на поведение китов. Сейчас это считается серьезным пробелом в морской экологии из-за сложности оценки шумового загрязнения в естественной среде.
«Разработка системы приближает нас к пониманию еще одной формы интеллекта на планете Земля, — резюмирует доктор Грубер. — Это имеет огромное значение не только для сохранения видов, но и для того, как мы воспринимаем общение и жизнь за пределами человечества».
