جولی الی، رفتار‌شناس حیوانات در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در گفت‌وگو با کنا هیوز-کسل‌بری از وب‌سایت لایو ساینس توضیح می‌دهد که چگونه با کمک هوش مصنوعی توانسته آواهای سهره گورخری را رمزگشایی کند. جولی الی، پژوهشگر رفتار حیوانات و دانشمند وابسته به دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، به‌تازگی به‌دلیل تحقیقاتش درباره مطالعه و رمزگشایی شیوه ارتباطی سهره‌های گورخری،
جولی الی، رفتار‌شناس حیوانات در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در گفت‌وگو با کنا هیوز-کسل‌بری از وب‌سایت لایو ساینس توضیح می‌دهد که چگونه با کمک هوش مصنوعی توانسته آواهای سهره گورخری را رمزگشایی کند.
جولی الی، پژوهشگر رفتار حیوانات و دانشمند وابسته به دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، به‌تازگی به‌دلیل تحقیقاتش درباره مطالعه و رمزگشایی شیوه ارتباطی سهره‌های گورخری، برنده جایزه چالش ارتباط دوطرفه میان گونه‌ها کولر-دولیتل در سال ۲۰۲۶ شد.
الی بیش از یک دهه رفتار اجتماعی پرندگان را زیر نظر گرفته، هزاران صدای آن‌ها را ضبط کرده و با ترکیب یادگیری ماشینی و آزمایش‌های رفتاری، برای رمزگشایی آواهای مشخص آن‌ها تلاش کرده است.
او در این مصاحبه درباره چگونگی یادگیری و استفاده سهره‌های گورخری از صداها، اطلاعاتی که آواهای آن‌ها درباره هوش و روابط اجتماعی آشکار می‌کنند و نقش هوش مصنوعی در رمزگشایی آواز پرندگان توضیح می‌دهد.
چرا مطالعه آواز پرندگان اهمیت دارد؟
جولی الی، رفتار‌شناس محاسباتی و عصب‌شناس رفتار جانوران، درباره ارتباط اجتماعی حیوانات تحقیق می‌کند. پژوهش‌های او آزمایش‌های رفتاری، علوم اعصاب و ابزارهای محاسباتی را در کنار یکدیگر قرار می‌دهند تا مشخص شود حیوانات چگونه صداهای ارتباطی تولید می‌کنند، چه اطلاعاتی را از طریق آواهای خود انتقال می‌دهند و چگونه معنای صداهای دیگران را درک می‌کنند.
کنا هیوز-کسل‌بری از او پرسید چه عاملی باعث شد مطالعه پرندگان و آواز آن‌ها را انتخاب کند.
الی در پاسخ گفت:
فعالیت پژوهشی من درباره پرندگان از دوران تحصیل در مقطع دکترا آغاز شد. از همان ابتدا به‌طور کلی به رفتار حیوانات علاقه زیادی داشتم، اما در دوران جوانی بیشتر جذب حیواناتی می‌شدم که ارتباط برقرار کردن با آن‌ها برایمان آسان‌تر به نظر می‌رسید؛ یعنی پستاندارانی مانند سگ‌ها، گربه‌ها و اسب‌ها.
قصد داشتم در مقطع دکترا درباره رفتار حیوانات و به‌طور مشخص روابط میان آن‌ها تحقیق کنم. برایم جالب بود بدانم حیوانات چگونه با یکدیگر تعامل دارند و چه ساختارهای اجتماعی میان خود ایجاد می‌کنند.
زمانی پیشنهاد شد روی سهره گورخری کار کنم. با خودم فکر کردم که تاکنون فرصت نکرده‌ام پرندگان را به‌درستی مشاهده کنم و حالا زمان مناسبی برای شروع این کار است.
خیلی زود متوجه شدم مشاهده پرندگان دشوارتر از چیزی است که تصور می‌کردم، زیرا آن‌ها معمولاً فاصله زیادی با انسان دارند و هر زمان بخواهند می‌توانند پرواز کنند. وقتی در شهر یا مناطق روستایی قدم می‌زنید، پرندگان را برای لحظاتی می‌بینید و سپس ناپدید می‌شوند. به همین دلیل فرصت چندانی برای مشاهده تعاملات صوتی و اجتماعی آن‌ها ندارید.
بنابراین مطالعه سهره‌های گورخری را در قفس‌هایی آغاز کردم که پرندگان در آن‌ها آزادانه با یکدیگر تعامل داشتند. پرسش اصلی من این بود که این پرندگان چه نوع ساختار اجتماعی دارند؟
الی در ادامه توضیح داد که برخلاف تصور پیشین پژوهشگران، این پرندگان از یک سلسله‌مراتب مبتنی بر سلطه پیروی نمی‌کنند، بلکه مهم‌ترین بخش زندگی اجتماعی آن‌ها رابطه با جفتشان محسوب می‌شود.
او گفت:
خیلی زود فهمیدم که این پرندگان ساختار اجتماعی مبتنی بر سلطه ندارند؛ موضوعی که پیش‌تر تصور می‌شد. در عوض، مهم‌ترین مسئله در زندگی آن‌ها شریک زندگی‌شان است. سهره‌های گورخری پیوندهای جفتی تشکیل می‌دهند و این رابطه اساس سازمان اجتماعی آن‌ها را شکل می‌دهد. نرها و ماده‌ها معمولاً برای تمام عمر با یکدیگر جفت می‌شوند.
مطالعه آواز پرندگان به پژوهشگرانی مانند الی کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه سازگاری این حیوانات با محیط‌های پیچیده اطرافشان به دست آورند.
در ادامه مصاحبه، هیوز-کسل‌بری درباره اهمیت بررسی آواز پرندگان و اطلاعاتی که این موضوع درباره هوش و رفتار آن‌ها ارائه می‌دهد، پرسید.
الی پاسخ داد:
یکی از پیچیدگی‌هایی که تلاش می‌کردیم درک کنیم، سازوکارهای عصبی پشت توانایی پرندگان در شنیدن یک صدا، تقلید از آن و بازتولیدش بود. همچنین می‌خواستیم بدانیم آن‌ها چگونه صدایی را که تولید می‌کنند با چیزی که شنیده‌اند مقایسه می‌کنند.
سهره گورخری از نظر توانایی شناختی در سطحی قرار دارد که برای مطالعه بسیار مناسب به نظر می‌رسد. در این گونه می‌توان فرایند تقلید و تولید دوباره آواها را بررسی کرد. البته اگر به گونه‌های دیگر پرندگان نگاه کنیم، رفتارهای پیچیده‌تری نیز مشاهده خواهیم کرد.
می‌دانیم برخی پرندگان نه‌تنها صداهای گونه خود یا آواهای پدرشان را تقلید می‌کنند، بلکه توانایی بازتولید صداهای گونه‌های دیگر را نیز دارند. برای مثال، در کالیفرنیا پرنده‌ای به نام مرغ مقلد وجود دارد که به‌خاطر توانایی شگفت‌انگیزش در تقلید صداهای مختلف شناخته شده و این صداها را در آواهای ارتباطی خود به کار می‌گیرد.
طوطی‌ها نیز به‌دلیل نگهداری در خانه‌ها بسیار شناخته‌شده هستند و می‌توانند صداهای انسان را تقلید کنند. این توانایی واقعاً شگفت‌انگیز است، زیرا دستگاه صوتی آن‌ها با انسان تفاوت دارد. دستگاه صوتی طوطی‌ها کوچک‌تر است و ساختار متفاوتی دارد.
به نظرم یکی از نشانه‌های سطح بالای توانایی شناختی این است که حیوان بتواند صدایی خارج از زبان طبیعی گونه خودش را بازتولید کند و برای رسیدن به هدفی مشخص از آن بهره ببرد. چنین رفتاری را در طوطی‌ها مشاهده می‌کنیم. آن‌ها می‌توانند با صداهای تقلیدی چیزی از شما درخواست کنند یا حتی از سگ بخواهند که دیگر پارس نکند.
این رفتار نشان می‌دهد طوطی‌ها چگونه از آواهایی استفاده می‌کنند که متعلق به گونه خودشان نیستند، اما از طریق آن‌ها با گونه دیگری ارتباط برقرار می‌کنند.
چنین توانایی‌هایی میزان هوش این حیوانات را نشان می‌دهد. با مطالعه ارتباط صوتی میان حیوانات، دریچه‌ای به سوی شناخت توانایی‌های شناختی آن‌ها باز می‌شود و می‌توانیم بفهمیم نحوه استفاده از صداها چه اطلاعاتی درباره سطح هوششان ارائه می‌دهد.
چگونه زبان صوتی پرندگان رمزگشایی شد؟
هیوز-کسل‌بری در ادامه از الی خواست توضیح دهد که چگونه توانسته آواهای پرندگان را رمزگشایی کند.
الی گفت:
ساعت‌های بی‌شماری را صرف مشاهده سهره‌های گورخری کردم. به‌تدریج توانستم میان موقعیت‌های اجتماعی و ویژگی‌های صوتی صداهایی که تولید می‌کردند، ارتباط برقرار کنم. کم‌کم این صداها را تشخیص می‌دادم و معنای آن‌ها را متوجه می‌شدم.
این فرایند شباهت زیادی به اتفاقی دارد که در خانه با گربه یا سگ خود تجربه می‌کنید. پس از چند ماه زندگی با گربه، متوجه می‌شوید که هر بار صدای خاصی از خودش درمی‌آورد، ممکن است بخواهد از خانه بیرون برود، گرسنه باشد یا به نوازش نیاز داشته باشد. همین موضوع درباره سگ‌ها نیز صدق می‌کند.
من نیز همین روش را به جای گربه‌ها و سگ‌ها درباره پرندگان به کار گرفتم و نخستین فرهنگ آوایی سهره‌های گورخری را تدوین کردم.
با وجود این، یک پرسش مهم باقی می‌ماند: از کجا می‌توان فهمید که تشخیص ما درست بوده و واقعاً صداهایی را شناسایی کرده‌ایم که در زبان آن گونه نقش کلمه را دارند؟
الی توضیح داد که برای اطمینان از صحت شناسایی آواها، بهترین راه دریافت تأیید از خود سهره‌های گورخری بود. تا آن زمان هیچ‌کس نتوانسته بود روشی نظام‌مند طراحی کند که با استفاده از آن تمام آواهای یک حیوان بررسی شوند و مشخص شود آیا هر صدای شناسایی‌شده واقعاً از نظر همان گونه معنای مشخصی دارد یا خیر.
او برای حل این مسئله آزمایشی بر اساس شرطی‌سازی کنشگر طراحی کرد تا پرندگان بتوانند آواهایی را که پیش‌تر از سایر سهره‌های گورخری ضبط شده بودند، دسته‌بندی کنند.
الی درباره نحوه اجرای این آزمایش گفت:
برای انجام این گفت‌وگوی به‌ظاهر ناممکن با یک پرنده، آزمایشی طراحی کردیم که بر دو قانون ساده استوار بود.
قانون اول این بود که هر روز فقط پخش صداهای مربوط به یک نوع آوای مشخص با دریافت دانه جایزه همراه باشد. صداهای مربوط به سایر آواهای موجود در مجموعه هیچ پاداشی نداشتند.
قانون دوم این بود که پرنده هر زمان بخواهد می‌تواند پخش صدا را متوقف کند و به سراغ صدای بعدی برود؛ درست مانند زمانی که در برنامه موسیقی موردعلاقه خود آهنگی را رد می‌کنید.
پرنده را در قفسی قرار می‌دادیم که یک دکمه یا حسگر مادون قرمز کوچک داشت. پرنده می‌توانست با نوک خود آن را فعال کند. هر بار که این کار را انجام می‌داد، یکی از صداهای موجود در آرشیو به‌صورت تصادفی پخش می‌شد.
در چهار مورد از هر پنج بار، صدای پخش‌شده جزو آواهایی بود که به دریافت دانه منجر نمی‌شد. از آنجا که پرندگان تا حدی از غذا محروم نگه داشته می‌شدند، تمایل داشتند فقط به صداهایی گوش دهند که برایشان جایزه به همراه داشت. بنابراین آواهای بدون پاداش را متوقف می‌کردند و منتظر صدای موردنظر می‌ماندند.
هر روز پرنده باید تشخیص می‌داد کدام نوع آوا یا کلمه با دریافت جایزه همراه خواهد بود. آن‌ها معمولاً خیلی سریع پاسخ را پیدا می‌کردند و پس از آن، پخش تمام آواهای دیگر را متوقف می‌کردند.
با استفاده از این روش توانستیم هر روز یک نوع آوای متفاوت را بررسی کنیم. اگر پرندگان قادر به انجام این کار نبودند، مشخص می‌شد که احتمالاً آوای شناسایی‌شده واقعاً بخشی از زبان آن‌ها نیست. اما آن‌ها توانستند این کار را انجام دهند و همین موضوع صحت شناسایی ما را تأیید کرد.
در واقع، پرندگان به ما پاسخ مثبت دادند و نشان دادند دسته‌بندی‌ای که برای آواهای آن‌ها در نظر گرفته بودیم، درست بوده است.
کشف غیرمنتظره درباره درک معنای صداها
با وجود موفقیت آزمایش، پژوهشگران به نکته شگفت‌انگیز دیگری برخورد کردند. آن‌ها متوجه شدند پرندگان گاهی اشتباهاتی نادر اما منظم انجام می‌دهند.
الی توضیح داد که ابتدا این احتمال را بررسی کردند که شباهت صوتی آواها باعث اشتباه پرندگان شده باشد؛ درست مانند زمانی که انسان دو کلمه با صدای مشابه، مانند دستکش و عشق یا آسیب و قلب را با یکدیگر اشتباه می‌گیرد.
احتمال دیگر این بود که اشتباهات به شباهت معنایی آواها مربوط باشند. برای مثال، ممکن است پرنده کلمه‌ای را با کلمه دیگری اشتباه بگیرد، زیرا معنای کلی واژه‌ای را که آن روز جایزه به همراه داشته، به خاطر سپرده است.
الی درباره نتیجه این بررسی گفت:
اگر احتمال دوم درست باشد، به این معنا خواهد بود که پرندگان واقعاً معنای آواهای ارتباطی خود را درک می‌کنند. ما دریافتیم که اشتباهات آن‌ها را می‌توان بهتر با شباهت معنایی آواها توضیح داد، نه صرفاً شباهت صوتی آن‌ها. این کشف بزرگی در حوزه ارتباطات حیوانات محسوب می‌شود.
الی معتقد است پرندگان ممکن است نخستین گونه‌ای باشند که انسان بتواند از طریق صدا با آن‌ها ارتباط برقرار کند.
او در پاسخ به پرسش هیوز-کسل‌بری درباره امکان گفت‌وگوی واقعی با پرندگان توضیح داد که این هدف با یادگیری چند صدای آن‌ها به‌تنهایی محقق نخواهد شد.
وقتی از صحبت کردن با پرندگان حرف می‌زنیم، باید بدانیم که قرار نیست با یک زبان واحد روبه‌رو باشیم. من در حال حاضر سهره گورخری را مطالعه می‌کنم، اما این موضوع به این معنا نیست که پس از شناسایی مجموعه آواهای آن بتوانم با یک کلاغ ارتباط برقرار کنم. پرندگان گونه‌های بسیار متنوعی دارند.
با وجود این، فکر می‌کنم در مقایسه با سایر گروه‌های جانوری، در حوزه پرندگان پیشرفت بیشتری خواهیم داشت؛ زیرا آن‌ها بسیار پرحرف هستند و بخش بزرگی از ارتباطات خود را از طریق صدا انجام می‌دهند.
به همین دلیل تصور می‌کنم نخستین گونه‌ای که شاید بتوانیم با آن ارتباط برقرار کنیم و به‌صورت صوتی با آن تعامل داشته باشیم، یک پرنده باشد.
تاکنون توانسته‌ام مجموعه‌ای از کلمات و آواهای آن‌ها را شناسایی کنم، اما هنوز باید بفهمیم این کلمات چگونه در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
مسئله فقط شناخت قوانین تبادل پیام میان افراد یا سرعت پاسخ دادن آن‌ها نیست؛ بلکه باید بدانیم پرنده چگونه پاسخ می‌دهد و آیا پاسخ او با موقعیت ارتباطی تناسب دارد یا خیر.
پرندگان علاوه بر صدا، از وضعیت‌های بدنی و حرکات نمایشی مشخصی نیز استفاده می‌کنند که هم‌زمان با تولید آواها انجام می‌شوند. اگر واقعاً بخواهیم به ارتباط کامل با گونه‌ای دیگر دست پیدا کنیم، باید این جنبه‌ها را نیز درک کنیم.
قطعاً این اتفاق فردا رخ نمی‌دهد و احتمالاً سال آینده هم به آن نخواهیم رسید، اما فکر می‌کنم طی ۱۰ سال آینده بتوانیم به چنین هدفی نزدیک شویم. به‌خصوص با توجه به سرعت پیشرفت هوش مصنوعی و رباتیک، نسبت به تحقق این هدف امیدوار هستم.
در پایان، هیوز-کسل‌بری از الی پرسید مهم‌ترین نکته‌ای که دوست دارد مخاطبان از تحقیقاتش به خاطر بسپارند چیست.
اگر قرار باشد فقط به یک نکته اشاره کنم، مهم‌ترین موضوع برای مخاطبانی که دانشمند نیستند، این است که با مطالعه رفتار حیوانات، پژوهشگران هر روز بیشتر به توانایی‌های هوشی گونه‌های مختلف پی می‌برند.
این تحقیقات نگاه ما را نسبت به سایر موجودات زنده تغییر می‌دهند و به ما نشان می‌دهند که تنها گونه هوشمند روی این سیاره نیستیم.
این موضوع درس مهمی برای ما به‌عنوان یکی دیگر از گونه‌های ساکن زمین محسوب می‌شود. باید بپذیریم که تنها موجودات باهوش این سیاره نیستیم و هنگام تعیین مسیر تکامل و پیشرفت خود، این واقعیت را در نظر بگیریم.
لازم است متوجه باشیم رفتار و فعالیت‌های ما چه تأثیری بر سایر حیوانات می‌گذارد. آن‌ها نیز زندگی درونی و دنیای ذهنی مخصوص به خود را دارند و شاید زمان آن رسیده باشد که احترام بیشتری برایشان قائل شویم.