科学家学会说海豚语

海豚能发出各种各样的声音是很特别的。除了能够通过复杂的口哨声语言相互交流外，它们还使用回声定位“咔哒”声来追捕猎物并了解周围环境。加州斯克里普斯海洋学研究所的一个团队开发了一种人工智能系统，可以识别这些咔哒声中的模式，并将它们分配给发出这些咔哒声的物种。希望学习这些术语能提高我们监测海豚种群的能力，也能更多地了解它们的行为。刘易斯·汤姆森从创作者凯特琳·弗雷泽那里听到了它的工作原理……

海豚发出两到三种主要的声音。它们发出以交流为导向的哨声，然后它们发出回声定位的咔哒声，就像蝙蝠的声音。它们的频率很高，很短，只有几微秒那么长;他们的前额会发出一种激光般的声音。他们有一个器官称为集中听起来像一个眼镜的甜瓜,然后出来的额头和反射的环境,然后反射回来,基于反射,什么频率回来有多快,他们可以解释如果有一个目标在他们面前——它是什么,有多远,是很难,粘糊糊的,这东西吃——这样的事情。

它们不断地发出这些信号，而我们，作为科学家，能够窃听这些信号，并将它们作为研究海豚的工具。我们建造了声学记录设备，放在海底，长时间记录这些声音。

刘易斯:你研究这些声音的方法有什么不同吗?

Kaitlin -作为一名研究生，我花了很多时间手动查看数据，查看回声定位点击。具体来说，我在墨西哥湾工作，所以我在数据中发现了数百万次这样的回声定位点击，我花了很多时间盯着电脑屏幕思考:好吧，我认为这一种类型与那一种不同，试图把我的头脑集中在一些类型与其他类型的相似之处。然后我意识到，你知道，我认为用电脑来做这个会更好。所以我们现在做的是尝试使用无监督学习，这就是这个想法:我不知道这个数据集中到底有什么，但我将使用计算技术来告诉我更多关于我的数据的信息，而不需要我事先告诉它它需要找到什么，所以尝试使用这些技术来看看它是否能帮助我们更好地理解我们的声学数据。

刘易斯:所以你不是告诉计算机这种声音是由这种海豚发出的，而是让它自己解决，对吗?

凯特琳:对。我们使用这些网络分析工具将大量相似的海豚式点击聚合在一起，我们在海豚式点击中观察的是频率内容。频率是低的，或者是高的，这些在物种之间是不同的。我们认为，对于某些物种来说，这可能与它们头部的形状有关。所以我们在用这个，我们也在用他们点击的速度。有些人的平均点击速度较慢，所以我们将这两条信息结合起来，在我们的数据集中寻找唯一的点击类型。

刘易斯:你怎么知道它做得对不对?有办法检查它是否正确吗?

Kaitlin:目前我们正在做的是将它与人类分析师在更小的数据集上所做的事情进行比较。我们有一个人类看过的数据集，然后我们用计算机运行它，然后进行比较。例如，Risso的海豚有一种非常独特的点击类型，这是在无监督的过程中出现的，这给你一种它正在做某事的感觉。但下一步是进入这个领域，看看我们是否能弄清楚是什么物种或属产生了这些不同的点击类型。

刘易斯:你认为这种计算机方法将如何帮助改变我们对海豚的理解?

凯特琳:这些咔哒声是由一个种群中的所有动物发出的，它们的数量很大，所以通过记录这些咔哒声，你可以做很多反向计算，估计有多少动物在这个地区游过，看看种群是如何变化的。所以这项研究的目的是试图把它带到下一个层次:不仅仅是有多少，还有谁，什么动物，什么物种，什么属，这些问题，这样我们就可以开始得到一个更详细的画面。