Комуникацията между черноморските делфини, езика, на който те общуват, върху тези изключително интересни въпроси се фокусира на участието на Техническия университет – Варна, в нов мащабен европейски проект „SMASH: Machine learning for Sciences and Humanities“, който е с продължителност 60 месеца и бюджет 10 млн. евро. Консорциумът, който работи по него, включва 32 партньори, в т.ч. авангардни университети и компании от ЕС, САЩ, Англия, Република Южна Африка, Израел и др. Координатор на проекта е Университетът в Нова Горица, Словения. Това заяви пред Parallel 43.bg проф. д-р инж. Тодор Ганчев, заместник-ректор по научната дейност на ТУ - Варна. По неговите думи от страна на университета участват Лабораторията „Изкуствен интелект“, която той оглавява, и Лабораторията „Изследване на подводни шумове, сигнали и вибрации на морски съдове и съоръжения“ с ръководител доц. д-р инж. Ивайло Неделчев.
„Изследванията, които екипът на университета изпълнява в рамките на проекта, са свързани с използването на най-новите технологии и изкуствен интелект първо върху поведението на делфините: индивидуално и групово, начина, по който те си взаимодействат, а в дългосрочен план ще можем да следим и за динамиката на изменение и качеството на популацията им. Знаете, през последните години тя нарасна, защото им се освободи достатъчно жизнено пространство, помогнаха и някои регулации, които ограничиха злополуките с делфини - продължи проф. Ганчев. - Впрочем популацията се изучава от много години, но все още не е напълно ясно, какви са взаимоотношенията в тези групи и как човешката дейност влияе на качеството на комуникация между делфините. До голяма степен тя се нарушава от шумовото замърсяване от пристанищата, от корабите, от всякакви моторни превозни средства в заливите и в открито море. И първата амбициозна задача, която си поставят по този проект в Лабораторията по изкуствен интелект, на която съм ръководител, и Лабораторията по изследване на подводни шумове сигнали и вибрации, оглавена от доц. Неделчев, е да съберем достатъчно ресурси, акустични записи на делфини в естествените им местообитания.
Как ще го постигнем? Това, което вече е направено от колегите в Лабораторията по подводни шумове, е базата данни със записи във варненския Делфинариум. Понастоящем имаме над 2 гигабайта записани акустични емисии на делфините, които са в плен, така да се каже. И на този етап заедно с колегите от Университета в Нова Горица изследваме съдържанието на сигналите, които делфините използват. Открихме конкретни последователности, които донякъде напомнят езиковото общуване между хората. Словенските колеги са лингвисти, занимават се с анализ на човешка реч и със съвместни усилия се стремим към разбиране на комуникацията между делфините и оценяване степента на близост до начина, по който хората комуникират, обясни ученият.
През първия етап, по думите на проф. Ганчев, са открили интересни неща. Но има основания да се допусне, че делфините в плен използват много по-беден речник в сравнение с тези, които са на свобода. Защото тук са малка група, която живее в неизменна среда и защото йерархията и динамиката на общуване при дивите делфини са много по-сложни. Затова в Лабораторията по подводни шумове са разработили специализиран буй с монтирани на него записващи устройства. Той е поставен във Варненския залив, за да записва акустичните емисии дългосрочно. Още при първоначалните тестове, които били в края на тази пролет, забелязали голяма активност на делфини в залива. И в момента записвали денонощно на сесии, като едната траела 2 - 3 месеца.
„Целта на втория етап на работата ни е да съберем представителна база данни със записи на акустични емисии на черноморските делфини - допълни проф. Ганчев. - Записваме звуците на всякакви животински видове в морето, като след това анализите и изследванията им ще бъдат главно върху тези на вида Афала, с който сме по-запознати заради предишния етап от работата в Делфинариума, с когото имаме много добро сътрудничество и бих казал, че сме в добър екип.
Какво следва от тук нататък? До края на октомври ще продължи непрекъснатото записване на това, което се случва в залива, след което ще започне обработката на записаните сигнали - продължи проф. Ганчев. - Първият етап е насочен към разделянето на шумовия фон, формиран от нежелани източници: от вълните, от шума на веригата на шамандурата, от преминаващите кораби и различни водни моторни средства, и звуците на делфините. Това е необходимо в началния етап за фокусиране върху анализа на звуците от делфините, но в последствие шумовият фон също ще бъде анализиран, тъй като се очаква да подпомогне разбирането на конкретни поведения на делфините.
През следващия етап в лабораторията по изкуствен интелект ще разработят инструментите, необходими за автоматична сегментация на сигнала на порции, разпознаване на определени фрази и др., както се изрази нейният ръководител. Делфините излъчват сигнали, които са в няколко категории. Едните са кратки срички, като „Пиу, пиу…“ , които могат да бъдат част от по-сложни съчетания. Последователността от такива срички образува фрази. А фразите образуват нещо като изречения или песни, както ние ги наричаме, и е вероятно да имат определено смислово послание“ - каза още проф. Ганчев. По неговите думи засега нямат възможност да разберат тези изречения, но ще се опитат да ги свържат с определени поведения на делфините, да ги анализират и чрез корелацията между поведенческия анализ и последователността от сигнали, които изпращат, да разберат, какви са причинно-следствените връзки, дали едни и същи последователности се използват при еднакви ситуации.
„Изхождайки от този анализ, чрез методите на изкуствения интелект и машинно обучение, ние ще създадем първо технологията, която да разпознава определени конкретни последователности от акустични емисии, да ги търси из целия запис, да брои колко пъти този тип изказвания се срещат, дали го правят всички делфини или точно определен делфин - обясни от кухнята на работата им проф. Ганчев. - Ще се опитваме да идентифицираме отделни индивиди, които най-вероятно са доминиращите в популацията. И да разпознаем, кой го казва. Много е вероятно, както се забелязва, те да имат кодови имена. Всеки индивид, който контактува в тази мрежа, може да има кодово име. Ще се опитаме да анализираме тези взаимодействия и да разберем, какво точно се случва, какво си казват“.
Проф. Ганчев уточни, че специално последното не е тяхна задача, а по-скоро на Университета в Нова Горица, които са координатори, но изследванията ще бъдат извършвани съвместно. Екипът на ТУ – Варна, включва инженери, които разработват технологии. Технологиите разработва лабораторията по подводни шумове чрез тези записващи устройства и буйовете. Също така и първичната обработка на сигнала за потискане на страничните шумове. А лаборатория по изкуствен интелект ще разработи специализираните софтуерни инструменти, с помощта на които ще сегментират сигналите и от тези сегменти ще извлекат характеристиките на звуците (наричат ги описателите на сигнала), които много компактно описват структурата и информативността на сигнала. Тези описатели се подават към класификатори, които разпознават в коя категория от звуци попада определен тип, да кажем, изказване, фраза. Дали това е просто сигнал: “Аз съм тук“ или е някаква комуникация между два или повече делфина.
„Ние правим класификаторите, за да групираме делфинските емисии по категории и след това заедно с координатора на проекта ще анализираме, дали можем да извлечем поведенчески корелацията с конкретни типове звуци. Защото някои от тях се предполага, че имат смисъла на предупреждение: „Внимание, опасност!“, който се очаква да е универсален. Други звуци: „Тук има храна“ също са универсални и са еднакви, независимо точно кой индивид ги казва. Но се предполага, че има и фрази, които са конкретни за ситуации или за действия - някои индивиди ги използват, а други не. Това изследване е много интересно и анализите ще извършваме заедно с водещия партньор, лингвистите от Нова Горица“ - каза още проф. Ганчев.
В рамките на този голям проект, по който ще работят до 2027 г., влизало и посрещането на чужди учени, постдокторанти, които щели да работят в Лабораторията по изкуствен интелект на два пъти по 3 месеца или общо 6 месеца. Тези постдокторанти ще бъдат споделени между ТУ – Варна, и Университета на Нова Горица. Това са учени, които ще получават стипендия по програмата „Мария Кюри“ за млади научни работници с докторска степен, които работят по първа хабилитация. Специално лабораторията на проф. Ганчев, приемала такива учени от години, вече са идвали постдокторанти от Испания, докторанти и университетски преподаватели на специализация от Бразилия, магистри за дипломна работа от Германия и др. И сега в рамките на проекта SMASH отново щели да приемат постдокторанти с помощта, на които да изследват, какво се случва с комуникацията между делфините. Важно е да се разбере доколко значима е промяната на тази комуникация във времето заради неблагоприятните човешки дейности.
В тази връзка проф. Ганчев отговори на нашумелия въпрос за връзката между войната в Украйна и рязко увеличения брой на изхвърляните ослепени мъртви делфини.
„В случая неблагоприятната човешка дейност от една страна наистина е свързана с военните действия, при които се използват мощни активни сонари, които облъчват с ултразвук, за да могат да откриват подводници, да поразяват цели - подчерта ученият. - А този ултразвук е изключително мощен и поврежда слуховия апарат на делфините, който е много фин, защото използват ехолокация, за да си откриват плячката за храна. И военните радари със свръхмощните сонари го повреждат, стига се до това, което нарекохте ослепяване. Делфините, ако не загинат моментално от въздействието на лъча на сонара, се дезориентират и често биват изхвърляни на брега и умират. Знаете, има и плаващи мини, които се появяват тук-там и се налага органите на реда да ги взривяват с цел безопасност. Звуковият импулс от тези взривове причинява много тежко претоварване и в някой случай унищожаване за чувствителния слухов апарат на делфините.
Идеята била в продължение на 60 месеца, колкото е продължителността на проекта, да изследват системно поведението на делфините в различни точки на Варненския залив. Засега имали само една записваща станция, която е между трета и четвърта буна, щели да използват и други, за да проследят динамиката на придвижване на делфините, на изменението в размера на популацията, дали ще се промени от продължаващите военни действия в Украйна.
„Нашите изследвания няма да бъдат ограничени само върху вида Афала - обясни още проф. Ганчев. - Ние започваме с него, защото е обект на работата в резултат на добрите ни взаимоотношение с Делфинариума, но в Черно море има общо 4 вида морски бозайници, в това число 3 вида делфини. Тези морски бозайници са една общност и ние предполагаме, че в нея всичките си комуникират, имат общи фрази, с които се разбират. Ще бъде странична пътека в работата ни, за да видим дали има доказателства за това или нашето предположение не е съвсем вярно.
Нашите колеги от Университета на Нова Горица също са много ентусиазирани и даже мечтаят за изследване комуникацията между хора и делфини. Разбира се, това остава в по-далечното бъдеще, но те са смели с мечтите си и също би било възможно да стане на следващ етап, след края на този проект и може би нашите изследвания ще допринесат да се случи. Защото, представете си, че открием някои конкретни смислови последователности, които да залегнат в основата на разгадаването на езика на делфините. Ние ще бъдем в ролята на френският учен Жан Франсоа Шамполион, който разгада езика на египетската писменост, досещайки се да започне от името на фараона в текстовите на Розетския камък. Това остава в реда на шегата, но пред нас е необятното и на нас ни трябва нещо малко, за което да се хванем и постепенно да разплетем езика на делфините, който наистина е доста богат на звуци. Те са интелигентни същества, размерът на мозъка им е почти колкото на човека и комуникират със сложен език. Даже да не разбираме думите, ако разгадаем структурата на езика им, ще можем значително да напреднем и в далечното бъдеще, защо не и да комуникираме. Да не забравяме, че в България има и други изявени учени, като, например, доц. Венцеслав Делов от катедрата по биология на Софийския университет, който от години работи по изследването на делфините и с него имаме дългосрочно сътрудничество, добави в заключение проф. Ганчев.
Стефан Денков

04 септември 2022, 11:03 Стефан Денков