- De geheimen van het dierenrijk ontrafeld
- De verborgen boodschap in walvisgeluiden
- Wat blaft je hond nu eigenlijk?
- Wat betekent die blik van je kat?
- Beperkingen en ethische overwegingen
Al eeuwenlang zijn we gefascineerd door het dierenrijk en willen we de complexe manieren waarop dieren met elkaar communiceren maar al te graag begrijpen. Van de intrigerende geluiden van walvissen tot de ingewikkelde dans van honingbijen — hoe er in de natuur gecommuniceerd wordt is voor ons nog steeds grotendeels een raadsel. Maar dankzij de razendsnelle ontwikkelingen in kunstmatige intelligentie (AI), komen we er binnenkort misschien achter op welke manieren dieren met elkaar communiceren. Onderzoekers zijn namelijk bezig met de ontwikkeling van systemen die de unieke signalen van verschillende diersoorten kunnen interpreteren en er zelfs op kunnen reageren. Dit doen ze door geavanceerde algoritmes met enorme hoeveelheden dierengeluiden en gedragsdata te trainen. “Langzaam maar zeker maakt ons dit niet alleen bewust van de prachtige geluiden die dieren maken, maar ook van fundamentele vragen over de afstand tussen mens en dier, en onze relatie met andere soorten. Het biedt ook nieuwe perspectieven op natuurbehoud en onze connectie met de planeet. Het is een ingrijpende en diepgaande ontwikkeling”, vertelt Karen Bakker, hoogleraar aan de University of British Columbia.
Dankzij deze ontwikkelingen kunnen we dierlijke cognitie, sociale structuren en emoties veel beter gaan begrijpen. Zo kunnen we in de toekomst zien wanneer een dier in nood verkeert of meer te weten komen over waar ze het liefst leven en hoe ze met elkaar omgaan. Zulke inzichten kunnen enorme gevolgen hebben voor het welzijn van dieren en hoe wij als mens met de natuur omgaan. “Begrijpen wat dieren zeggen, is de eerste stap om andere soorten op de planeet een ‘stem’ te geven in gesprekken over ons milieu”, zegt Kay Firth-Butterfield, hoofd AI en machine learning van het World Economic Forum. Sterker nog, als we met dieren kunnen communiceren, krijgen we een schat aan informatie over de ecosystemen waarin ze leven. Dit levert waardevolle gegevens op voor milieuonderzoek en natuurbescherming. Nu we de gevolgen van klimaatverandering en het verdwijnen van leefgebieden steeds serieuzer onder ogen moeten zien, kan inzicht in de perspectieven van dieren enorm veel waarde toevoegen.
De geheimen van het dierenrijk ontrafeld
Het Earth Species Project, dat opgericht is door Aza Raskin en Britt Selvitelle, is een non-profitorganisatie waarin AI-experts, biologen en natuurbeschermers met elkaar samenwerken. Ze verzamelen en analyseren enorme hoeveelheden data over hoe dieren communiceren, om te ontdekken wat de betekenis daarvan is. Stel je eens voor: natuurdocumentaires zonder menselijke voice-over die het gedrag van de dieren op het scherm uitlegt, maar met ondertiteling die direct vertaalt wat ze tegen elkaar ‘zeggen’. Dat zou kijkers een unieke inkijk geven in de ingewikkelde sociale dynamiek en het gevoelsleven van dieren. Maar dit onderzoek is niet alleen belangrijk om onze nieuwsgierigheid naar het dierenrijk te bevredigen, de gevolgen reiken veel verder. Volgens Raskin kan het leren communiceren met dieren onze kijk op onze plek in de natuur totaal veranderen. Als we gaan inzien hoe rijk en complex dierentaal eigenlijk is, moeten we misschien wel toegeven dat wij mensen niet de enige soort zijn die ingewikkeld kan communiceren en nadenken. “Deze tools gaan ons zelfbeeld in relatie tot alles om ons heen op z’n kop zetten”, voegt hij toe.
Deze ontwikkelingen kennen natuurlijk ook allerlei uitdagingen. In hun eerste jaren van samenwerking met biologen merkten Raskin en Selvitelle dat de enorme hoeveelheid data die door geavanceerde opnameapparatuur verzameld wordt een van de grootste struikelblokken is. Je kunt deze informatie namelijk onmogelijk allemaal handmatig verwerken. Maar dankzij machine learning-algoritmen kunnen onderzoekers deze gigantische datasets met dierengeluiden veel efficiënter herkennen en categoriseren. Eerder werk van Earth Species Project richtte zich met name op het zogenaamde ‘cocktailparty-probleem’, waar dierencommunicatie-onderzoek al jaren mee worstelt. Zo kan het in situaties waar grote groepen dieren tegelijkertijd geluid maken — zoals scholen dolfijnen op open zee — enorm moeilijk zijn om individuele stemmen te onderscheiden. Maar door een neuraal netwerkmodel op een uitgebreide database van kenmerkende fluitsignalen van dolfijnen te trainen, is het de organisatie gelukt om een systeem te ontwikkelen dat overlappende dierengeluiden uit elkaar kan houden. Deze doorbraak kan de studie van dierencommunicatie in complexe sociale omgevingen voorgoed veranderen.
De laatste tijd richt Earth Species Project zich vooral op foundation-models, hetzelfde soort technologie dat bij generatieve AI-modellen gebruikt wordt. Hun eerste foundation-model voor dierencommunicatie kan al met succes geluiden van beloega’s categoriseren. De organisatie wil dit model ook voor allerlei andere dieren gaan gebruiken, van orang-oetans tot olifanten en springspinnen. Ook wordt er gewerkt aan een systeem dat levensechte dierengeluiden kan maken en zelfs een soort gesprekjes kan voeren met dieren in hun eigen taal. Dit kan helpen om te ontrafelen wat dierengeluiden nu echt betekenen, maar zover zijn we nog lang niet. “Ik denk natuurlijk niet dat we ooit een vertaalprogramma zullen hebben dat Engels in ‘Dolfijns’ vertaalt. Dat de Engelse tekst die je in je smartphone invoert dan in dolfijnenklanken omgezet wordt en dat de dolfijn vervolgens een zee-egel voor je gaat halen”, zegt Felix Effenberger, senior AI-onderzoeksadviseur bij Earth Species. “We willen eerst de basispatronen in communicatie ontdekken”.
De verborgen boodschap in walvisgeluiden
Potvissen staan bekend om hun enorme breinen — de grootste in het dierenrijk — maar ook om hun complexe sociale structuur en geavanceerde communicatie. Ze komen in familiegroepen aan het wateroppervlak samen, waar ze door middel van unieke reeksen klikgeluiden — ook wel coda’s genoemd — met elkaar ‘praten’. Die coda’s, die nog het meest op Morse-code lijken, zijn momenteel het belangrijkste onderzoeksonderwerp van David Gruber en Shane Gero. Deze wetenschappers zijn betrokken bij het Cetacean Translation Initiative, ook wel Project Ceti genoemd. Dit collectief van dierenwetenschappers en machine learning-experts wil de ingewikkelde taal van potvissen met behulp van geavanceerde AI-algoritmes ontcijferen en zo de kloof in het begrip tussen mens en dier verkleinen.
Een van de grootste uitdagingen voor onderzoekers op dit gebied is de enorme hoeveelheid data die nodig is om generatieve AI-algoritmen te trainen. Om AI-systemen te ontwikkelen die de taal van potvissen kunnen begrijpen en nabootsen, zijn enorme hoeveelheden akoestische data nodig — net zoals taalmodellen als GPT miljarden woorden nodig hebben om natuurlijk klinkende tekst te produceren. Wetenschappers bestuderen dierengeluiden al tientallen jaren intensief, maar eigenlijk hebben ze nog maar een klein deel van al die geluiden weten te verzamelen en analyseren. We hebben dus dringend behoefte aan nieuwe, creatieve manieren om data te vergaren. Al jaren varen onderzoekers met boten uit om met hydrofoons opnames te maken van potviscommunicatie. Deze aanpak heeft hen veel geleerd, maar heeft ook z’n beperkingen. Zo krijgen ze bijvoorbeeld maar een beperkt inzicht in het rijke sociale leven van deze fantastische dieren en missen ze al snel de echte complexiteit en diversiteit van hoe potvissen met elkaar communiceren. Een beetje alsof je de menselijke taal zou bestuderen door alleen op een paar plekken opnames te maken. “Als je bijvoorbeeld alleen de Engelssprekende samenleving zou bestuderen en alleen opnames in een tandartspraktijk zou maken, dan ga je denken dat de woorden ‘wortelkanaalbehandeling’ en ‘gaatje’ van cruciaal belang zijn voor de Engelssprekende cultuur, toch?” zegt Gero.
Om oplossingen voor deze uitdagingen te vinden, installeert Project Ceti voor de kust van Dominica in de Cariben een systeem waarmee voortdurend geluidsopnamen gemaakt kunnen worden. Door op strategische plekken microfoons op boeien te plaatsen, robotvissen en drones in te zetten om de walvissen te volgen, en zenders op de dieren te plaatsen waarmee hun bewegingen, hartslag en geluid geregistreerd worden, hoopt het team een ongekende hoeveelheid data te verzamelen over het gedrag en de communicatie van potvissen. De onderzoekers schatten dat ze met deze nieuwe benadering in één jaar maar liefst 400.000 keer meer data kunnen verzamelen dan Gero in zijn hele carrière heeft weten te vergaren. Deze schat aan informatie kan ons begrip van deze intelligente wezens aanzienlijk verdiepen. Eerder onderzoek heeft al aangetoond dat er verschillende dialecten bestaan binnen potvispopulaties, waarbij clans zich aan de hand van unieke codapatronen identificeren. Zoals Gero opmerkt, benadrukt dit hoe belangrijk sociale banden zijn. Niet alleen voor het vormen van communicatie tussen dieren maar ook voor de saamhorigheid en groepsidentiteit. Hoewel het voorlopig nog niet mogelijk zal zijn om coda’s met algoritmen naar menselijke taal te vertalen, zullen ze onderzoekers wel helpen bepalen welke geluiden waarschijnlijk het meest betekenisvol zijn voor de walvissen. Hierdoor kunnen ze zich richten op het ontcijferen van de meest essentiële aspecten van de potvistaal en sociale dynamiek.
Wat blaft je hond nu eigenlijk?
Honden worden al eeuwenlang geroemd als de beste vriend van de mens. Ze bieden hun baasjes onvoorwaardelijke trouw, vriendschap en liefde. Maar ondanks de diepe band tussen mensen en hun trouwe viervoeters, is er altijd één grote hindernis geweest: we begrijpen elkaars taal niet volledig. Honden zijn weliswaar erg goed geworden in het aanvoelen van menselijke emoties en lichaamstaal, maar de subtiliteiten van hun eigen manier van communiceren blijven voor ons nog altijd grotendeels een raadsel. Daar kan binnenkort echter snel verandering in komen, dankzij het werk van vernieuwers als Con Slobodchikoff, een gedragsbioloog en de directeur van Zoolingua. Hij heeft zijn carrière gewijd aan het ontrafelen van de complexe communicatie tussen dieren, met name die van prairiehonden.
“Tijdens een aantal experimenten hebben we ontdekt dat prairiehonden een zeer geavanceerd communicatiesysteem hebben dat ik gerust een taal durf te noemen”, zegt Slobodchikoff. “Ze hebben alle kenmerken die volgens taalkundigen nodig zijn om de communicatie tussen dieren als een echte taal te beschouwen”. Volgens Slobodchikoff kan het alarmgeluid van een prairiehond gedetailleerde informatie overbrengen over naderende roofdieren, zoals hun soort, grootte, vorm en snelheid, en dat allemaal met één enkele piep. Als het roofdier een mens is, kan het waarschuwingsgeluid van de prairiehond zelfs beschrijven wat voor kleren die persoon aan heeft.
Voortbouwend op dit baanbrekende onderzoek richt Slobodchikoff zich nu op de ontwikkeling van vertaaltechnologie die zowel de verbale als de lichaamstaal van honden en andere huisdieren kan interpreteren. “Het idee is dat we een apparaat krijgen dat je op een hond kunt richten. Dat apparaat analyseert de lichaamstaal en vocale signalen van de hond en vertaalt dit vervolgens naar: ‘Ik heb honger’, of ‘Laat me alsjeblieft naar buiten, ik moet plassen’, of ‘Je maakt me bang’, of iets in die trant”, legt hij uit. Deze technologie kan de manier waarop we met onze trouwe viervoeters omgaan drastisch veranderen. Hoe mooi zou het zijn als we hiermee kunnen zorgen dat mens en dier elkaar beter begrijpen en er een nog sterkere band ontstaat?
“We zouden AI kunnen inzetten om veel te leren over wat dieren ons duidelijk willen maken”.
Daniel Mills, hoogleraar veterinaire gedragsgeneeskunde aan de University of Lincoln
Wat betekent die blik van je kat?
Terwijl sommige onderzoekers willen weten of het geblaf en de lichaamstaal van onze trouwe viervoeters met AI kunnen ontcijferen, houden anderen zich meer met een ander geliefd huisdier bezig: de kat. Katteneigenaren breken al tijden hun hoofd over het raadselachtige gedrag van hun harige vrienden en proberen uit te vinden wat de subtiele nuances van hun miauw, houdingen en gezichtsuitdrukkingen nu eigenlijk betekenen. Recente studies laten zien dat katten in hun communicatie met soortgenoten — en mensen — allerlei soorten uitdrukkingen gebruiken. Maar hier zit een addertje onder het gras: de uitdrukkingen die ze voor mensen gebruiken zijn namelijk anders dan die ze andere katten laten zien. Dit maakt het nog lastiger om erachter te komen wat ze nu met die blikken bedoelen. Onderzoekers als Daniel Mills, hoogleraar veterinaire gedragsgeneeskunde aan de University of Lincoln, willen nu onderzoeken of we met AI beter kunnen begrijpen wat onze katten ons proberen te ‘vertellen’. “We zouden AI kunnen inzetten om veel te leren over wat dieren ons duidelijk willen maken”, aldus Mills.
In principe zijn er twee manieren om dit te benaderen. De eerste is door AI te trainen in het herkennen van specifieke kenmerken, zoals de stand van de oren van een kat, die over het algemeen in verband worden gebracht met bepaalde gemoedstoestanden. Door zich te richten op deze bekende signalen, kan AI stap voor stap een diepgaand inzicht krijgen in de subtiele nuances van ‘kattencommunicatie’. De tweede, meer moderne aanpak is om AI zelf classificatieregels te laten bedenken. Hierdoor kunnen tot nu toe onopgemerkte patronen en verbanden mogelijk aan het licht komen, waardoor we de verschillende gemoedstoestanden beter kunnen leren herkennen. De mogelijke toepassingen van deze baanbrekende technologie reiken veel verder dan de interactie met onze geliefde huisdieren. AI zou bijvoorbeeld ook een waardevolle tool kunnen zijn om het welzijn van vele andere dieren te monitoren. Denk bijvoorbeeld aan koeien tijdens hun dagelijkse melksessies. Door gezichtsuitdrukkingen te analyseren op tekenen van pijn of ongemak, zou AI boeren een realtime beeld kunnen geven van de gezondheid van hun dieren. Zo kunnen ze tijdig ingrijpen en het algemene welzijn verbeteren.
Als we met behulp van AI beter in staat zijn om pijn, stress en ongemak bij dieren te detecteren, worden we gedwongen om kritisch te kijken naar de manier waarop we dieren behandelen — bijvoorbeeld in de zuivel- en vleesindustrie. Met AI kunnen we nog nauwkeuriger duidelijk maken hoeveel dieren moeten lijden voor onze consumptie en mensen aansporen om goed na te denken over de ethische implicaties van deze praktijken.
Beperkingen en ethische overwegingen
De mogelijkheid dat we misschien ooit (veel beter) met dieren kunnen communiceren is natuurlijk een geweldig vooruitzicht. Maar het roept ook vragen op over allerlei onbedoelde gevolgen van zulke ontwikkelingen. De wetenschappers van organisaties als het Earth Species Project zijn ongetwijfeld oprecht begaan met het welzijn van dieren, maar anderen hebben misschien minder nobele motieven. Zo waarschuwt Karen Bakker dat commerciële bedrijven en stropers de technologie kunnen misbruiken om dieren makkelijker op te sporen. Ook kan het gebruikt worden om dieren te misleiden, bijvoorbeeld door geluiden van soortgenoten af te spelen en dieren dichterbij te lokken, met mogelijk rampzalige gevolgen voor toch al kwetsbare populaties. Het is dus van cruciaal belang dat er richtlijnen komen voor ‘best practices’ en strikte wetgeving om dit soort misbruik te voorkomen. Raskin vertelt: “Met alleen de technologie ontwikkelen zijn we er niet, want elke keer dat je een technologie uitvindt, creëer je natuurlijk ook een verantwoordelijkheid”. De ontwikkelingen op dit gebied staan nog in de kinderschoenen, dus we moeten goed nadenken over deze ethische vraagstukken en er vooral over in gesprek blijven. Maar één ding is duidelijk: de acties die we nu ondernemen zullen verstrekkende gevolgen hebben voor de toekomst van de relatie tussen mens en dier. Gero zegt: “Het laatste dat we willen, is in een scenario belanden waarin we achteraf spijt hebben. Denk bijvoorbeeld aan wat Einstein zei: ‘Als ik had geweten dat de Duitsers er niet in zouden slagen een atoombom te ontwikkelen, had ik niets gedaan’”.
Het is ook belangrijk op te merken dat de interpretatie van ‘dierentaal’ geen exacte wetenschap is. Hoezeer we ook anders zouden willen geloven, de menselijke perceptie is beperkt. Misschien zullen we de nuances en complexiteiten van de manieren waarop dieren communiceren wel nooit volledig begrijpen. Zelfs de meest geavanceerde AI-modellen zijn uiteindelijk afhankelijk van trainingsgegevens die door mensen gelabeld zijn. Dit betekent dat onze eigen vooroordelen en misvattingen de manier waarop we het gedrag van dieren interpreteren — bewust of onbewust — kunnen beïnvloeden. “Ik zou bijvoorbeeld kunnen schrijven dat de vleermuizen om voedsel vechten, maar misschien is dat helemaal niet waar”, legt zoölogieprofessor Yossi Yovel uit. “Misschien hebben ze ruzie over iets waar ik als mens geen flauw benul van heb. Of misschien hebben ze net het magnetische veld van de aarde gezien, wat sommige dieren kunnen”. Betekent dit dat we misschien nooit een ‘echt gesprek’ met dieren zullen kunnen voeren? Bakker lijkt dat inderdaad te denken. “We kunnen misschien eenvoudige dingen doen, zoals betere waarschuwingsgeluiden produceren of de geluiden van andere soorten nauwkeuriger interpreteren”, zegt ze. “Maar ik denk niet dat we in het komende decennium een zoölogische versie van Google Translate tot onze beschikking zullen hebben”.
Een laatste overweging
Ondanks deze uitdagingen zijn de mogelijke voordelen van AI-gestuurde communicatie met dieren te veelbelovend om te negeren. Door beter te luisteren naar de wezens met wie we deze planeet delen, krijgen we de kans om meer empathie en begrip voor hen te ontwikkelen. We zullen een walvis waarschijnlijk nooit kunnen vragen hoe zijn dag was, of van een kat horen waarom ze zo chagrijnig is. Maar als we openstaan voor de mogelijkheid van communicatie, kunnen we in ieder geval beginnen met bruggen slaan. Uiteindelijk draait het succes van AI-gestuurde communicatie met dieren niet om hoe geavanceerd onze technologie is of hoe nauwkeurig onze vertalingen zijn. Het gaat erom hoe empathisch we (kunnen of willen) zijn en hoe we een wereld kunnen creëren waarin elk levend wezen ertoe doet en met respect behandeld wordt. Een uitdaging is het zeker, maar het is er wel een die we niet uit de weg moeten gaan.
