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人工智能学会了“翻译”猪叫!能听懂猪在想啥是怎样一种体验?

学术经纬 学术经纬 2022-03-18

▎药明康德内容团队编辑  


获得1973年诺贝尔生理学或医学奖的康拉德·洛伦茨是一位动物学家,他写过一本讲述动物行为学的书,名为《所罗门王的指环》。书中说史料记载,所罗门王借助有魔力的指环,能够听懂动物在说什么,与鸟兽虫鱼交谈

现在,这枚指环或许可以叫“人工智能”。借助人工智能的翻译,科学家们至少能够听懂猪在想啥了!


在一项最近发表于Scientific Reports的研究论文中,来自丹麦、瑞士、法国、德国、挪威和捷克共和国的16名研究人员,首次开发了这样一款人工智能,可以把猪在各种场景中发出的声音“翻译”出来,读出猪猪的真实情绪,比如是正处于快乐或兴奋的心情,还是非常害怕、充满压力。

从猪圈到肉厂



根据研究论文的描述,研究人员能翻译出来的猪叫声涵盖了家猪一生经历的各种场景,从出生直到进入屠宰场……

训练这样的人工智能需要大量数据,为此研究人员录下了411头家猪的7000多次猪叫

图片来源:123RF


这7000多条录音发生于19种不同的场景。除了养猪场、阉割室、屠宰场等环境外,为了唤起猪猪各种更微妙的情绪,他们还在实验室里打造了多种模拟场景,比如放置玩具或食物的游乐场,或是让猪猪可以探索的一些新奇物件等。记录叫声的同时,研究人员还对猪的行为动作和心率进行了监测。

猪猪的快乐与痛苦



研究人员介绍,家猪的叫声主要分为高频尖叫和低频哼哼两大类,每一类中又有几种区分不太明显的亚类。其他一些特征,比如持续时间、能量分布等,还会根据具体的场景存在各种变化。

而在学习和分析了7000多份录音后,人工智能学会了从不同的声音模式中“解码”出猪猪在不同场景下的情绪,尤其是区分积极场景下的情绪和消极场景下的情绪

图片来源:123RF


典型的积极场景中,像是喝奶、和其他小猪仔挤在一块儿、回到妈妈身边、自由奔跑等,快乐的猪猪会发出短促的低频哼哼声、呼噜声,振幅很小

而在典型的消极场景中,比如与其他小猪仔打架、被妈妈压在身下、得不到照顾,以及被阉割和进入屠宰场等待最后的结局时,充满悲伤和恐惧的声音,不仅有低频哼哼声,还有很多高频的尖叫声和嚎叫声

而在两个极端之间,研究人员通过更仔细地分析录音,使用神经网络对声音频谱图进行分类,可以更详细地解码猪在特定场景下的情绪。

“通过训练算法来识别这些声音,我们可以以92%的正确率翻译出猪叫声中的情绪。”负责这项研究的科学家、哥本哈根大学的生物学教授Elodie Briefer说道。

动物语言翻译器



这些科学家之所以想要读懂猪猪的心思,是希望有助于改善动物的福利。因为人们逐渐认识到,除了过去受关注的身体健康外,心理健康也是动物福利中重要的一方面而这项研究通过解码猪猪叫声,表明从动物的声音中可以很好地洞察它们的情绪。

接下来,Elodie Briefer教授希望有人可以将算法开发成智能翻译器之类的应用程序,以方便人们在各种实际环境中识别动物的情绪。

图片来源:123RF


研究人员指出,由于对动物福利的重视,研究动物的情绪是过去20年里出现的一个相对较新的领域。除了猪等家畜外,与猫、狗等宠物进行交流、读懂它们的情绪也成为越来越多人的需求。而人工智能等前沿技术的发展正在使之成为可能。

也许不久之后,我们也都能拥有所罗门王的指环。


参考资料:
[1] Briefer, E.F., Sypherd, C.C.R., Linhart, P. et al. (2022). Classification of pig calls produced from birth to slaughter according to their emotional valence and context of production. Sci Rep Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-022-07174-8
[2] Pig grunts reveal their emotions. Retrieved Mar. 11, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/945428


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