借助AI 人类能听懂动物的“喜怒哀乐”？

在安徒生的《童话》等文学作品中，以及许多优秀的影视作品中，都体现了同样的主题-人与动物的互动。 如今，世界各地的学者都在试图通过人工智能等手段打破人与动物之间的语言障碍，真正实现跨物种交流，甚至情感交流。

最近，一个由哥本哈根大学、瑞士苏黎世联邦理工学院和法国国家农业、食品和环境研究所(INFE)的研究人员组成的国际团队开发出一种人工智能产品，该产品可以在各种情况下翻译猪的声音，并成功解码猪叫声中传达的“情绪”。这项研究发表在最新一期的《科学报告》杂志上。那么人工智能能与动物交流吗？这个算法到底是如何区分动物情绪的？目前，人类通过人工智能理解动物语言需要克服哪些困难？

很多动物语言都被算法研究过。

动物和人一样也会有一些自己的情绪。它们会快乐、难过、恐惧、愤怒，但受限于语言和语言表达生活方式，动物的情绪管理较难理解为人所知。其实，在我们学生听起来都是大同小异的动物叫声中，或许也是隐藏着它们进行不一样的情绪。

上述论文显示，为了训练AI翻译猪的语言，研究人员特意记录了411头家猪在19个不同场景下的7000多次叫声。算法结果表明，猪的积极情绪的声音比消极情绪的声音更短，幅度更低。据研究人员介绍，这种算法的准确率高达92%，可以基本准确地从叫声中识别出猪的情绪。

类似的，剑桥大学的一个研究小组之前曾要求人工智能仅仅根据面部表情来识别处于困境中的绵羊。人工智能系统首先列出了几个与不同程度的疼痛相关的“面部动作单元”(AU) ，这些动作单元是基于绵羊的面部表情，然后在480张绵羊照片中标记出 AU ——鼻孔、每只耳朵的旋转和眼睛的缩小——以确定绵羊的状况。

“使用算法来研究动物语言和人与动物的交流是有先例的。之前已经有关于狗和猫的研究，这些研究使人类更容易与它们相处。”Yuanwang 智库人工智能主管、图灵机器人首席战略官谭明洲在接受《科技日报》(science and technology daily)采访时表示。

例如，为了能够实现人宠沟通，日本美国著名声学专家铃木松美博士可以利用企业基于国家机器通过学习的动物以及翻译信息技术，曾经中国发明过一款“宠物狗翻译器”。宠物主人只需要将一枚迷你麦克风别在衣领上，所收集到的宠物叫声便会传输到翻译器中进行分析语音系统识别和转换，进而向主人传达宠物行业想要提高表达的意思，了解到了它们的情绪。

此外，还有研究人员研究简单动物的智慧，如蜜蜂、蚂蚁的交流模式，这些研究对于军事战术、装备等仿生意义；还有对海豚鲸鱼等动物组织能力的跨学科研究，这对探索生物进化具有重要价值。 谭民洲进一步解释。

翻译能力可以在不懂语言的情况下获得

动物有自己的语言吗？如果有，他们会聊什么？了解动物可以说是人类长期的研究课题。目前，AI正在帮助我们寻找答案。谭明洲说:“动物没有人类特有的语言系统，所以研究人员可以结合它们的叫声、行为和习惯来分析它们的诉求，从而更好地理解它们。\\\"

一位教育研究工作人员自己曾经旁听了两只位置信息相对静止的抹香鲸之间断断续续长达40分钟的“对话”，它们的“对话”几乎每一句都不重样，并且同时伴有各种技术动作。这令人不禁猜测：是否这两只母鲸在“拉家常”、分享育儿心得?对抹香鲸“对话”内容的研究，正是由于近几年由国际社会科学家通过团队发起、《国家经济地理》支持的“鲸语翻译教学计划”（Project CETI）中的研究主要内容问题之一。 据报道，研究管理人员对于正在学习使用一种自然发展语言能力处理控制系统（NLP）分析抹香鲸的40亿个交流代码。NLP是人工智能的一个子领域，专注于处理也是人类的书面和口头表达语言。研究企业团队建设计划让人工智能将每个声音与特定的背景知识联系结合起来，这一活动过程预计至少他们需要5年时间。如果该团队能够实现了这些重要目标，下一步将是开发和部署作为一个良好互动聊天机器人，与生活在野外的抹香鲸进行有效对话。

发表在《自然》杂志上的科学研究证明，人工智能在破解古代人类语言方面非常有效。 这为利用人工智能探索动物语言开辟了可能性。 研究称，机器学习技术提供了新的工具，可以帮**古学家更快地理解过去，尤其是在破译古代单词时。 人工智能系统使用古希腊语言和整个古代地中海世界的碑文进行训练，训练数据来自相关人文研究所提供的希腊碑文的最大数字数据集，每一个碑文都标有元数据，这些元数据描述了碑文的书写地点和时间，并由历史学家检查。 利用这些数据，人工智能可以在这些信息中寻找模式和模式，并使用复杂的数学模型对这些信息进行编码，然后将这些推断的信息进一步用于推断其他碑文的内容、位置和年龄。 研究表明，人工智能在修复受损单词方面的准确率为62%。 它也为翻译动物语言提供了启示。

人工智能在破译古代文献和翻译动物语言时，往往遵循同样的方法和原则。“在翻译的经典任务中，机器不需要理解一种语言，但只有依靠语言的语料库，才能掌握一种语言的句法和语法的关键要素,”谭说。换句话说，深度学习并不能理解英语和汉语，但是通过对大量语料的研究可以获得汉英翻译的能力

「归根结底，AI能够翻译和理解动物语言，还是基于人类对语言的有效解读。」谭玉舟说道。

实现跨物种进行交流能力尚有很长的路要走

"人类语言有规则可以遵循，所以不同国家的语言可以遵守规则学习。 然而，动物语言规则存在着一些未知的障碍，人工智能实现跨物种语言翻译还有很长的路要走，需要克服一些困难。 谭先生说。

首先，事实证明，根据受人类偏见影响的数据训练的算法很容易导致结果“误入歧途”。 例如，一只狗可能会快速哭泣，也许是因为它想乞求食物，也许是因为它提醒主人警惕陌生人，或者可能是因为它责怪主人没有玩弄它。 但是如果研究人员仅仅根据自己的知识对呼叫数据进行标记，他们假设呼叫只表达宠物对主人食物的需求，从而对数据进行单一的标记过程，那么人工智能在学习数据中的翻译时间往往会有很大的限制。 这种翻译很容易导致人与宠物之间的沟通障碍，从而失去宠物翻译的意义。

“在研究中，研究人员需要去‘人类中心’，也就是说，借助算法实现的跨物种交流，需要算法避免某些人类偏见。”谭玉舟指出。

其次，通过AI算法将人类社会语言与动物研究语言以及对应，需要企业大量、广泛、完善的数据信息采集和场景设计训练，以完成对动物学习语言的解读，实现对“规则”的总结。这需要得到广泛发展同步采集动物叫声和脑电波数据并进行分析比对，再将其纳入一个数据库。然而对于不同犬种声带特点选择不同，面对自己同一场景的发声表现也不同，而这样的场景和叫声的组合有无数个，这为数据技术采集管理工作带来了影响巨大的挑战。

在技术方面，一个人工智能翻译产品需要克服至少一些困难，以实现准确的翻译，谭说。在形式方面，如果要使用节拍翻译的形式来解决图像识别问题，在内容方面，人工智能翻译产品需要处理文本语言分析、大数据采集等问题。由于缺乏对视觉场景、听觉场景和自然语言处理的常识性判断，人工智能的发展有必要对这些问题进行高精度的处理。

此外，有学者研究指出，动物语言和人语之间的代沟是客观方面存在的，AI所能做的，只能是不断进行改进企业自身的功能，用科学技术手段发展完善信息数据库、内容、语料和场景;形式和内容双管齐下，才能将中国这条横亘在动物和人之间的语言知识鸿沟填平，在坚实的地基上实现一个人和其他动物的有效管理沟通。