语言是最神秘的进化谜题之一。科学家仍不确定为什么人类和其他灵长类动物有如此多的共同点,但他们却不具备说话的能力。直到最近,康奈尔大学的研究人员进行的一项研究才发现猩猩的语言非常复杂。猩猩是东南亚的类人猿,以其复杂的声音交流而闻名。然而,研究人员发现很难理解它们语言的微妙之处。
经过长达三年的仔细研究,研究人员成功破解了婆罗洲猩猩的咆哮、叹息和其他发声中隐藏的复杂模式,从而获得了有关其沟通技巧的独特信息。
AI辅助分析
这项研究发表在《PeerJ Life & Environment》杂志上,是猩猩交流知识的重大突破。研究小组透过将人工智慧检测方法与生物学家和生物声学科学家的工作进行比较来加强他们的研究,后者仅使用经过训练的耳朵、智力和测量工具。
研究团队对婆罗洲猩猩这一特定物种的13 只雄性记录的117 次长叫声进行了46 次声学测量,对这些叫声中检测到的1,033 个不同脉冲进行了46 次声学测量,整理而成。他们表示,“这些特征似乎会极大地提高这个讯号的潜在复杂性”,这意味著人类很快就会知道类人猿在说什么。
该研究的主要作者 Wendy Erb 博士表示:“我们的研究旨在揭示猩猩长鸣声的复杂性,这对于它们在印度尼西亚茂密的雨林中进行远距离交流至关重要。”
多方面的方法
该团队使用了最先进的无监督机器学习演算法——统一流形逼近和投影 (UMAP),该演算法早在 2020 年就已成功用于解码加州大学圣地亚哥分校的「动物声音曲目」。
UMAP 演算法透过用程式语言R 编写的更多统计演算法得到增强。和脉冲被划分为随机分成 60/40 的比例,其中 60% 用于训练 AI,其余 40% 用于测试其新训练的分类能力的准确性。
研究团队利用监督和无监督机器学习技术的结合,对三种主要脉冲类型进行了分类:高频脉冲为“咆哮”,低频脉冲为“叹息”,而介于这两类之间的脉冲为“中间」。
他们的研究并不关注灵长类动物在说什么。尽管如此,它还是有助于了解他们是如何说话的。研究人员最终意识到猩猩所使用的声音范围比之前想像的要广泛得多。
对人类演化的影响
人类是唯一能够发出最复杂声音的灵长类动物,但更原始的灵长类动物获得这些技能的方式与我们的方式之间仍然存在直接关系。为了实现这一目标,科学家首先需要了解猩猩等动物使用的更「分级」的发声如何能很好地传达意义。
透过对猩猩发声的研究,科学家最终可能会发现人类是如何学会说话的。由于性选择、栖息地的细节、特定的社会结构和捕食者的压力等进化因素,每个物种都创造了其声音的复杂性。