Био-логер для записи «разговоров» китов: открытая технология для изучения языка кашалотов

Инженеры из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (SEAS) в рамках некоммерческого проекта CETI (Cetacean Translation Initiative) разработали био-логер — устройство, которое крепится к китам и записывает аудио высокого качества вместе с контекстными данными. Цель — собрать масштабные наборы данных для расшифровки языка кашалотов с помощью алгоритмов машинного обучения.

Открытая технология

Дизайн био-логера, все его компоненты и программное обеспечение являются open-source и доступны научному сообществу. Устройство крепится к коже кашалота с помощью присосок, вдохновлённых рыбой-прилипалой, и включает:

• Три синхронизированных высокочастотных гидрофона для записи звуков от нескольких китов на разных расстояниях.
• Датчики глубины, движения, ориентации, температуры и освещённости.
• GPS-логер и оборудование для передачи данных.
• Аккумулятор на ~16 часов работы, устойчивость к погружениям на глубину до мили.

Био-логер записывает звуки китов — коды (серии ритмичных щелчков), — которые человек не может полноценно проанализировать. Машинное обучение помогает выявить в них скрытые паттерны и структуры.

Цели проекта CETI

Проект CETI, основанный в 2020 году, — крупнейшая в мире инициатива по межвидовой коммуникации. В нём участвуют 8 институтов и 50 учёных в области ИИ, лингвистики, криптографии, робототехники и морской биологии. Гарвардские исследователи играют ключевую роль:

• Инженер Дэниел Фогт — ведущий автор статьи о био-логере.
• Профессор Роберт Вуд руководит робототехническим компонентом.
• Профессор Стефани Гил разработала систему на основе обучения с подкреплением для автономных дронов, которые находят китов и предсказывают момент для установки метки.

Устройство уже успешно применялось у побережья Доминики. Полученные с его помощью данные уже позволили опубликовать исследования, показавшие, что у кашалотов есть свой «алфавит», а также элементы, аналогичные гласным и дифтонгам в человеческой речи.

Исследователи надеются, что открытая платформа био-логера позволит расширить его применение на другие виды и ускорит прогресс в понимании языка китов.