Ученые исследуют интеллект дельфинов с помощью интерактивного сенсорного экрана

Междисциплинарная команда из Хантер-колледжа и Рокфеллеровского университета проводит исследование с дельфинами в Национальном аквариуме в Балтиморе (Мэриленд), используя оптическую технологию, разработанную специально для этого проекта. Система включает подводный компьютерный сенсорный экран, через который дельфины могут взаимодействовать и делать выбор. Эта первая в своем роде система будет использоваться для изучения интеллекта и коммуникации дельфинов, предоставляя им выбор и контроль над рядом активностей. Исследователи полагают, что эта технология поможет распространить высокопроизводительную революцию в биологии (которая привела к полному секвенированию генома и проекту BRAIN) на область познания животных.

Восьмифутовый подводный сенсорный экран оснащен специальными «приложениями», удобными для дельфинов, и символической клавиатурой, чтобы предоставить этим умным и высокосоциальным животным возможности для взаимодействия с системой. Для безопасности дельфинов сенсорный экран установлен снаружи подводного смотрового окна, так что никакие части устройства не находятся в бассейне: прикосновение животных детектируется чисто оптически. Хотя исследование находится на ранней стадии, команда начала изучение вокального обучения и коммуникации дельфинов, их способности к символической коммуникации, а также того, какие модели поведения могут возникнуть, когда животные получат возможность запрашивать предметы, видео, взаимодействия и изображения.

В междисциплинарную исследовательскую группу входят:

• Диана Райсс — ученый, исследующий когнитивные способности и коммуникацию дельфинов, профессор кафедры психологии Хантер-колледжа.
• Марсело Магнаско — биофизик, профессор и руководитель Лаборатории интегративной нейронауки в Рокфеллеровском университете.
• Ана Хоцевар — научный сотрудник постдокторантуры.
• Шон Вудворд — докторант.

«Мы надеемся, что этот технологически сложный сенсорный экран обогатит жизнь дельфинов, а также обогатит нашу науку, открыв окно в разум дельфина», — говорит Райсс. — «Предоставление дельфинам большего выбора и контроля позволяет им показать нам отражение их образа мышления и может помочь нам расшифровать их вокальную коммуникацию».

Райсс известна своей более ранней работой, продемонстрировавшей «узнавание себя в зеркале» у дельфинов (и слонов), а также предыдущим исследованием с дельфинами, в котором впервые была использована интерактивная подводная клавиатура и показана их способность к спонтанной вокальной имитации и самоорганизованному обучению.

«Было удивительно сложно найти элегантное решение, абсолютно безопасное для дельфинов, но невероятно полезно работать с этими удивительными существами и видеть их реакцию на нашу систему», — говорит Магнаско. — «За дельфинами всегда было трудно угнаться, они такие умные; полностью интерактивная и программируемая система поможет нам следовать за ними в любом направлении, которое они выберут».

«Интерактивная система была разработана для вовлечения дельфинов без необходимости явного обучения. Это открытая система, в которой использование дельфинами сенсорного экрана будет формировать эволюцию самой системы», — говорит Хоцевар, которая создала аппаратное обеспечение и запрограммировала его функциональность.

Помимо самого сенсорного экрана, среда обитания дельфинов в Национальном аквариуме была оснащена оборудованием для записи их поведения и вокализаций по мере знакомства с технологией. «Мы хотим отслеживать, интегрируют ли дельфины новые элементы из взаимодействия с сенсорной панелью, такие как акустические сигналы, в свой ежедневный репертуар, для чего мы установили массив подводных микрофонов и видеокамер», — говорит Вудворд.

Ученые уже начали знакомить дельфинов с некоторыми интерактивными приложениями системы, чтобы животные могли самостоятельно исследовать, как прикосновение к экрану приводит к определенным последствиям. «Без какого-либо явного обучения или поощрения с нашей стороны, один из молодых дельфинов, Фостер, спонтанно проявил немедленный интерес и мастерство в игре в дельфинью версию Whack-a-Mole», — говорит Райсс, — «в которой он отслеживает и касается движущихся рыб на сенсорном экране».

Исследование финансируется Национальным научным фондом (NSF), Фондом стратегических инноваций Эрика и Венди Шмидт и стипендией Фонда Рэймонда и Беверли Саклер, и проводится в партнерстве с Национальным аквариумом.

«Использование методов статистической физики для анализа коммуникации дельфинов откроет дверь для понимания того, как общаются другие животные, что может стать переломным моментом в понимании того, как возник даже человеческий язык», — сказал Крастан Благоев, директор программы NSF «Физика живых систем», финансировавшей исследование. — «Подобные проекты не только делают науку возможной, но и побуждают следующее поколение задуматься о науке».

Исследовательская группа надеется, что информация, полученная в результате этой работы, также приведет к росту эмпатии по отношению к дельфинам и вдохновит на разработку глобальной политики по их защите.