L’IA prova a decifrare il linguaggio delle balene: cosa abbiamo scoperto finora
Il mare è attraversato continuamente da segnali che l’orecchio umano fatica a interpretare. Capodogli, beluga e altri cetacei comunicano attraverso clic e vocalizzazioni che possono trasmettere informazioni importanti all’interno dei loro gruppi. La grande domanda è capire quanto sia complesso questo sistema e, soprattutto, se un giorno saremo davvero in grado di comprenderne il significato.
L’intelligenza artificiale sta offrendo agli scienziati strumenti senza precedenti per affrontare il problema. Gli algoritmi possono analizzare migliaia di registrazioni, individuando strutture e variazioni che sarebbero estremamente difficili da riconoscere manualmente.
I risultati ottenuti negli ultimi anni sono sorprendenti, ma richiedono una distinzione fondamentale: gli scienziati hanno trovato una struttura sofisticata nella comunicazione dei cetacei, non un traduttore capace di trasformare automaticamente i loro suoni in frasi umane.
I capodogli possiedono un sistema di comunicazione molto più complesso del previsto
Un importante passo avanti è arrivato nel 2024, quando un gruppo di ricercatori legato al MIT e al Project CETI ha analizzato quasi 9.000 sequenze di clic, chiamate codas, registrate da capodogli dei Caraibi orientali.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications, ha mostrato che la comunicazione di questi animali presenta una struttura combinatoria particolarmente ricca.
I ricercatori hanno individuato diverse caratteristiche attraverso cui i capodogli modificano le proprie codas, tra cui ritmo, tempo, rubato e ornamentazione. Quest’ultima consiste nell’aggiunta di clic supplementari ad alcune sequenze.
È proprio la possibilità di combinare differenti caratteristiche a rendere il sistema interessante. Lo studio ha descritto quello che i ricercatori hanno chiamato un “alfabeto fonetico” della comunicazione dei capodogli.
Il confronto con il linguaggio umano è affascinante, ma deve essere interpretato correttamente. L’esistenza di elementi combinabili e dipendenti dal contesto non significa automaticamente che i capodogli possiedano parole, grammatica e significati equivalenti ai nostri.
Dimostra però che dietro quei clic esiste una struttura molto più articolata di quanto possa sembrare ascoltandoli superficialmente.
Project CETI usa l’intelligenza artificiale per ascoltare le balene
Gran parte di questo lavoro ruota intorno al Project CETI, Cetacean Translation Initiative, un progetto interdisciplinare nato con l’obiettivo di studiare in profondità la comunicazione dei capodogli.
L’iniziativa riunisce competenze provenienti da campi molto differenti, tra cui biologia marina, linguistica, robotica, bioacustica e machine learning.
L’intelligenza artificiale è fondamentale perché la quantità di informazioni da analizzare è enorme. Non basta riconoscere una sequenza di clic: bisogna confrontarla con migliaia di altre vocalizzazioni e collegarla al contesto nel quale è stata prodotta.
Occorre capire quale animale sta comunicando, con chi, in quale situazione e quale comportamento avviene prima e dopo il segnale.
È qui che l’apprendimento automatico può fare la differenza. Un algoritmo può trovare correlazioni e schemi ricorrenti all’interno di enormi archivi sonori, aiutando i ricercatori a formulare ipotesi che successivamente devono essere verificate attraverso l’osservazione degli animali.
La capacità di prevedere o classificare correttamente una vocalizzazione, tuttavia, non equivale a comprenderne il significato. Un sistema può diventare molto bravo a riconoscere la struttura di una comunicazione senza sapere se una determinata sequenza significhi, per esempio, pericolo, cibo oppure qualcosa di completamente diverso.
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Anche le beluga mostrano capacità vocali sorprendenti
I capodogli non sono gli unici cetacei a essere studiati attraverso queste nuove tecnologie. Le beluga sono conosciute per un repertorio vocale estremamente ricco e per la loro capacità di apprendimento.
La biologa Valeria Vergara, della Raincoast Conservation Foundation, studia da anni lo sviluppo della comunicazione nelle beluga, compreso il modo in cui i piccoli acquisiscono progressivamente il proprio repertorio vocale.
Queste ricerche sono importanti anche per comprendere gli effetti dell’attività umana. Le comunicazioni dei cetacei devono infatti competere con un ambiente marino sempre più influenzato dal rumore prodotto dalle imbarcazioni.
Motori, eliche e traffico navale possono interferire con i segnali utilizzati dagli animali, rendendo più difficile mantenere il contatto o comunicare efficacemente.
Per questo motivo sistemi che combinano idrofoni, osservazioni aeree e intelligenza artificiale possono avere applicazioni che vanno ben oltre la ricerca linguistica. Riconoscere automaticamente la presenza degli animali potrebbe, per esempio, contribuire alla progettazione di strumenti destinati a ridurre il rischio di collisioni e altri impatti delle attività marittime.
I capodogli modificano i loro clic quando cambia l’ambiente
Uno degli aspetti più interessanti riguarda proprio la relazione tra comunicazione e contesto.
Le ricerche sui capodogli mostrano che le loro vocalizzazioni non sono sequenze completamente rigide. Le caratteristiche delle codas possono variare durante gli scambi comunicativi e in relazione alle circostanze.
Capire se determinate variazioni rappresentino informazioni specifiche è però molto più difficile. Osservare che un animale cambia il proprio comportamento vocale quando compare una nave non significa automaticamente aver scoperto una parola che indica “nave” o “pericolo”.
Per arrivare a una vera interpretazione semantica servono grandi quantità di dati comportamentali, osservazioni ripetute e possibilmente esperimenti capaci di verificare le ipotesi formulate attraverso l’IA.
È questa la frontiera che separa il riconoscimento dei pattern dalla vera comprensione della comunicazione animale.
Il prossimo obiettivo è capire se possiamo comunicare con loro
La prospettiva più ambiziosa consiste nel passare dall’ascolto all’interazione.
Il Project CETI punta a utilizzare tecnologie avanzate per raccogliere una quantità sempre maggiore di registrazioni associate al comportamento degli animali. L’obiettivo a lungo termine è arrivare a testare scientificamente la relazione tra specifiche vocalizzazioni e le risposte dei capodogli.
Esperimenti di questo tipo dovranno essere condotti con estrema cautela. Riprodurre artificialmente un segnale senza conoscerne il significato potrebbe provocare reazioni imprevedibili e richiede quindi protocolli rigorosi per evitare di disturbare gli animali.
Per il momento non disponiamo di un “Google Translate delle balene”. Nessun sistema può ascoltare una conversazione tra capodogli e restituirne una traduzione affidabile in linguaggio umano.
Ciò che l’intelligenza artificiale sta permettendo di fare è forse scientificamente ancora più interessante: mostrare che dietro suoni apparentemente ripetitivi esistono schemi, variazioni e strutture comunicative estremamente sofisticate.
Decifrarne il significato potrebbe richiedere ancora molto tempo. Ma per la prima volta abbiamo strumenti abbastanza potenti da analizzare il linguaggio sonoro del mare su una scala impensabile fino a pochi anni fa.
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