Hacking der tierischen Kommunikation mit KI

25. August 2023 Report

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von Justin Jackson, Phys.org

Haben Sie sich jemals gefragt, worüber Vögel sprechen? Klingt das Abhören von Bienen interessant? Wollen Sie wissen, was Ihre Katze wirklich von Ihnen denkt?

Die Forscher Yossi Yovel und Oded Rechavi von der School of Zoology, Wise Faculty of Life Sciences & Sagol School of Neuroscience, Tel Aviv University, Israel, haben untersucht, was KI benötigen würde, um die Kommunikation nicht-menschlicher Tiere zu verstehen.

In einem Aufsatz mit dem Titel "KI und die Doctor Dolittle Herausforderung", der in Current Biology veröffentlicht wurde, untersucht das Team die Feinheiten der Tierintelligenz, der Kommunikation und des Potenzials und der Grenzen der KI-Fähigkeiten.

Die Forscher bezeichnen die Kommunikation mit Tieren als "Doctor Dolittle Herausforderung" nach einer beliebten Kinderbuchserie mit mehreren Film- und Animationsadaptionen. In der fiktiven Geschichte lernt Doctor Dolittle, die Vogelsprache von einem westafrikanischen Papagei namens Polynesia zu verstehen, der praktischerweise zweisprachig ist und sowohl Vogel- als auch die menschliche Sprache Englisch spricht.

In der Geschichte deutet Polynesia an, dass Tiere einfach eine andere Sprache sprechen und sagt:

"Wenn ich sage, 'Polly will einen Keks', verstehen Sie mich. Aber hören Sie dies: Ka-ka oi-ee, fee-fee?"

"Guter Gott!" rief der Doktor. "Was bedeutet das?"

"Das bedeutet, 'Ist der Brei schon heiß?' - in der Vogelsprache."

Die Forscher stellen fest, dass unabhängig von den Fähigkeiten von Tieren, Menschen oder KI der Text und der Kontext der Kommunikation weit entfernt von der direkten Bedeutung von Geräuschen sein werden, wie wir es vielleicht bei einer anderen menschlichen Sprache tun würden. Um mit der Tierwelt zu kommunizieren, werden mehrere Kommunikationsfaktoren benötigt, und die Forscher identifizieren drei Hauptprobleme.

Die erste Begrenzung besteht in der Herausforderung, den Kontext der tierischen Kommunikation zu unterscheiden. Menschen zeichnen und imitieren seit Jahrzehnten tierische Kommunikationen auf, und Forscher ohne Hilfe von KI konnten Reaktionen von verschiedenen Tieren auf diese Technik auslösen.

Zum Beispiel zog ein weiblich aussehender robotischer Frosch echte männliche Frösche für Paarungsversuche an, und ein Fischroboter interagierte mit lebenden Fischen während des Schwarmverhaltens und beeinflusste ihre Bewegungen.

Ein robotischer Bienchen konnte echte Bienen dazu bringen, seinen "Schwänzeltanz"-Anweisungen zu folgen und zu einem bestimmten Ort auf einem Feld zu fliegen. Der "Schwänzeltanz" ist die Art und Weise, wie Bienen normalerweise Informationen über die Lage von Nahrung aneinander weitergeben, vergleichbar mit Anweisungen nur durch Handgesten.

Diese Beispiele zeigen das Potenzial von konstruierten Stimuli, um Reaktionen hervorzurufen und sogar Informationen an Tiere zu vermitteln, wenn sie in einer bestimmten Kontextsituation sind. Während KI tierähnliche Kommunikationslaute erzeugen kann, ist es schwieriger festzustellen, ob sie über jeden Kontext hinausgehen, der einfach nur vertraut oder tierähnlich klingt.

KI könnte den Gesang eines bestimmten Vogels erzeugen, nachdem sie an Aufnahmen trainiert wurde, aber zusätzliche Informationen sind erforderlich, um festzustellen, ob der Vogel singt, um Territorium zu markieren, einen Partner anzuziehen oder eine Vokalisierung zu machen, die etwas ganz anderes vermittelt.

Die Autoren weisen darauf hin, dass dies auch für nicht-vokale Kommunikation gilt, insbesondere wenn Insekten chemische Signale verwenden. Es kann schwierig sein festzustellen, ob die Chemikalie ein Signal für die Paarung oder eine Warnung vor Gefahr ist oder nur eine zufällige chemische Emission, ohne das Verhalten der Insekten zu beobachten.

KI erfordert derzeit menschliche Eingabe und Definitionen, um mit der Kommunikation von Tieren zu beginnen, wie z.B. Feldaufnahmen von Vogelgesängen. Menschliche Vorurteile beeinflussen die Interpretation dieser Signale stark, da der Vogelgesang irgendwann einem Kontext zugewiesen werden muss, damit die KI relevante Verbindungen zu anderen Vogelgesängen herstellen kann. Dafür ist ein sehr kontrollierter Ansatz zur Beobachtung von Tierkommunikation erforderlich, der nur natürliche Reaktionen hervorruft.

Tiere zeigen eine Vielzahl von Verhaltensweisen, und ihre Reaktionen können von zahlreichen Faktoren beeinflusst werden, einschließlich ihres aktuellen physiologischen Zustands, sozialer Dynamiken und Umweltbedingungen.

Different animal species rely on different sensory modalities for communication, such as sound, chemical signals, or body language. Isolating specific responses related to communication might require an array of observational techniques. Experiments cannot train the animals to produce responses, a common research technique, as this closes the window into natural communication and makes the observations lab training dependent.

Measuring responses can also be challenging, as there may be no clear external, measurable response. Humans may be more prone to miss subtle responses. AI algorithms trained to interpret responses will be at greater risk of taking subtle gestures as a response and finding correlations where none actually exist.

The third obstacle identified involves animal communication focusing on a restricted set of contexts, such as alarm and courtship. This limitation reduces the ability to communicate with animals about a wide range of topics or contexts, potentially limiting the scope of inter-species communication. At least, it may not rise to the level of expectation if a successful AI translator is built only to reveal that the birds are communicating the equivalent of sad face and eggplant emojis all day.

There are potential benefits of communicating with animals. Communicating efficiently with honeybees or other pollinators could benefit farming. Distinguishing the mood or disposition of farm animals might aid in their care. Understanding the chatter in a protected forest might alert conservationists to an unseen threat. Research experiments could significantly improve if mice could share a self-reported perspective.

It also has implications as a first contact rehearsal for potential extraterrestrial encounters. If we cannot communicate with intelligent life on this planet, what hope would we have of ever communicating with life on another?

Journal information: Current Biology

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