AI 解码动物语言：开启人与自然的新对话|james|动物语言|海洋哺乳动物|白鲸|自然的|野生动物|鸟类

在麦吉尔大学的实验室里，一群斑马雀的清脆鸣叫声从隔音室传出。博士后研究员 Logan James 凝视着电脑屏幕上跳动的声波图谱，“每一声鸣叫都可能蕴含着丰富的信息” ，他说。在这间布满先进设备的实验室里，一场旨在破译动物语言密码的探索正在进行。这个看似简单的场景，正是地球物种项目（Earth Species Project，ESP）致力解开动物语言奥秘的缩影。

2025年伊始，这家成立于2020年的非营利研究机构获得了新一轮1700万美元的资金支持。项目负责人Jane Lawton表示：“我们不是要制造一个动物翻译器，而是希望通过理解动物的交流方式，帮助人类重新认识和尊重自然界的智慧。”这种理解不仅有助于改善保育策略，更能帮助人类重新思考与自然的关系。

“我们认为，通过让人们想起其他物种以及大自然整体中蕴含的美、复杂性和智慧，我们可以开始，可以说是几乎修复那种（人与自然的）关系”，Jane Lawton说。

在麦吉尔大学，这项技术在与活体雀鸟进行模拟对话时生成会特定的叫声，这有助于研究人员分离出每种独特的声音。计算机实时处理叫声，并用自己的叫声回应，这些录音随后被用于训练加州大学伯克利分校研究小组的动物声音音频语言模型。

对动物交流的新见解

地球物种项目（ESP）表示，这一临时合作只是个开始。Jane Lawton称，到2030年，他们期望能对其他动物的交流方式有“真正有趣的深入理解”。人工智能的进步正在加速研究进程。新的1700万美元拨款将有助于招募工程师，使研究团队规模在未来两年内至少翻倍，目前团队约有七名成员。Jane Lawton表示，非营利组织的研究人员将挑选出一些物种，这些物种“可能会真正改变”人类与自然的关系。

有望受益的动物群体包括因栖息地丧失或人类活动而受到威胁的物种，通过对其语言的更好理解可以更好地保护它们。现有的合作项目旨在记录夏威夷乌鸦和圣劳伦斯河白鲸的叫声特征——不同的叫声及其出现的不同情境。

在加拿大圣劳伦斯河，那里的航运交通威胁着前来觅食的海洋哺乳动物，该组织的科学家正在研究机器学习是否可以对剩余白鲸的未标记叫声进行分类。Jane Lawton建议，如果当局能通过理解某些声音信号来判断鲸鱼即将浮出水面，他们就可以通知附近的船只。

技术创新的突破

ESP于2024年秋季推出的NatureLM-audio系统标志着动物声音研究的重要突破。这是首个专门面向动物的大型音频语言模型，能够精确识别物种特征，区分性别和生命阶段，甚至能在未经训练的情况下准确统计鸟群数量。该系统的核心在于其强大的模式识别能力，不仅能处理已知的声音模式，还能发现潜在的新模式。

在麦吉尔大学的研究中，系统能够实时处理斑马雀的叫声并作出回应，这些互动产生的录音随后被用于进一步训练和完善模型。“每一次互动都是新的学习机会”，James 解释道，“系统不断积累和更新其‘知识库’，就像人类学习新语言一样。”

“过去的生物声学研究就像大海捞针”，加州大学戴维斯分校的动物行为学教授Gail Patricelli说：“研究人员需要花费数月时间手动分析录音数据。而现在，AI技术让我们能够在几小时内完成同样的工作，并发现更多潜在的模式。这种效率的提升直接推动了研究的深度和广度。”

图1 NatureLM-Audio是首个为动物声音量身定制的大型音频语言模型

从实验室到自然保护

这项技术已经在实际保育工作中展现出巨大潜力。在夏威夷毛伊岛，研究人员正在帮助在野外灭绝超过20年的夏威夷乌鸦重建“语言系统”。这些鸟类在圈养环境中可能失去了一些关键的交流能力，这对它们重返自然环境构成了挑战。通过 AI 技术的协助，科学家们希望能够帮助这些鸟类重新获得必要的交流技能。

在圣劳伦斯河，白鲸保护项目展示了另一种创新应用：科学家们正在尝试通过解析白鲸的声音信号，为航运安全提供预警。这项研究不仅关乎物种保护，也涉及人类活动与海洋生态的和谐共处。研究人员希望通过理解白鲸的声音模式，能够预测它们的行为，从而减少船只对这些海洋哺乳动物的干扰。

ESP的AI研究主任Olivier Pietquin强调：“我们的目标是开发‘物种无关’的工具，这需要海量的计算资源、数据支持，以及与生态学家、生物学家的紧密合作。这不仅是技术挑战，更是跨学科合作的典范。”

图2 濒危白鲸

资金支持与发展挑战

项目获得了科技界领袖的大力支持，包括LinkedIn联合创始人Reid Hoffman、已故微软联合创始人Paul G. Allen家族慈善基金会等。这些资助者相信，通过深入理解动物的交流方式，我们能够重新定义人类与自然的关系。专项资金将用于扩大研究团队规模，预计在未来两年内团队人数将增加一倍以上。

然而，Patricelli提醒道，仅仅依靠私人慈善是不够的。“我们需要持续的政府支持，特别是对于那些不那么‘吸引眼球’但同样重要的物种研究。科研经费的多元化对于生态系统的整体保护至关重要。”她进一步解释，这类研究的设备和人力成本都很高昂，需要长期稳定的资金支持。

随着研究的深入，科学家们也在不断思考相关的伦理问题。“我们需要避免过度拟人化，”Patricelli 警告说，“动物的交流系统有其独特性，不应简单地用人类的语言概念去理解它们。”这种警示反映了研究团队的谨慎态度——在推动技术创新的同时，也要尊重物种的独特性。

AI 与生态保护的共生

ESP的研究正如一把打开自然奥秘的钥匙。尽管我们可能永远无法完全“翻译”动物的语言，但通过研究它们的声音特征和交流模式，我们正在逐步揭示自然界中更深层的联系。团队将人工智能比作显微镜：这种进步让科学家们看到了比以往认为可能的更多的东西。

图3 ESP的技术路线图

斑胸草雀是高度群居的动物，拥有丰富的叫声。无论是成对还是成百地聚集在一起，它们都能产生数小时的数据——这有助于该非营利组织的人工智能科学家，因为动物的声音并不像用于训练聊天机器人的互联网文本那样丰富。

James作为地球物种项目的合作研究者，他一直在努力应对解码动物交流的概念。当然，他能清楚地分辨出雏鸟在尖叫着索要食物。但他并不指望能把这种叫声或任何其他叫声翻译成人类的语言。

“每一次的发现都让我们离理解这个星球上的其他生命更近一步” ， James进一步解释，“这不仅是科技的进步，更是人类与自然重新建立对话的开始。”随着研究的继续深入，科学家们相信，这种理解将为生物多样性保护和生态系统修复提供更有力的支持。

本文刊载 / 《数智视界》杂志

2025年第1期总第32期

作者 / James Pollard

编译 / 李诗韵