神奇！人類和海豚真的能實(shí)現(xiàn)跨物種交流了？！
當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月14日（也是世界海豚日），谷歌CEO皮猜激動(dòng)官宣：
- 隆重推出DolphinGemma，基于多年積累的海豚聲音數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成，有助于實(shí)現(xiàn)跨物種交流。
劃重點(diǎn)，這個(gè)海豚模型參數(shù)僅400M，小到能直接在谷歌Pixel 9手機(jī)上運(yùn)行。
而且皮猜還說(shuō)了，預(yù)計(jì)今年夏天會(huì)將其開(kāi)源以促進(jìn)科學(xué)合作。
這一消息也迅速引來(lái)大量網(wǎng)友圍觀，評(píng)論區(qū)一整個(gè)“哇聲一片”：
更有意思的是，谷歌和OpenAI這對(duì)老冤家這一次又雙叒對(duì)上了，OpenAI那邊發(fā)布了GPT 4.1。
有網(wǎng)友直接辣評(píng)：GPT 4.1很好，但我對(duì)DolphinGemma更感興趣。（你是懂拉踩的doge）
谷歌大模型破解海豚叫聲
谷歌這次發(fā)布的AI基礎(chǔ)模型DolphinGemma，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練可以學(xué)習(xí)海豚的發(fā)聲結(jié)構(gòu)，并生成類似的聲音序列。
這和大語(yǔ)言模型中的預(yù)測(cè)下一個(gè)token類似，通過(guò)識(shí)別輸入的海豚音頻，來(lái)預(yù)測(cè)后續(xù)可能出現(xiàn)的聲音，并最終解鎖這些聲音隱藏的潛在含義。
根據(jù)介紹，這一模型使用了谷歌獨(dú)特的音頻技術(shù)。
其中，SoundStream分詞器能快速把海豚聲音變成計(jì)算機(jī)能理解的信號(hào)，隨后由適合處理復(fù)雜序列的模型架構(gòu)進(jìn)行處理。
當(dāng)然，除了訓(xùn)練技術(shù)，最重要的環(huán)節(jié)還是在于獲取數(shù)據(jù)。
谷歌這次找了WDP（ Wild Dolphin Project）合作，這家機(jī)構(gòu)研究海豚社會(huì)數(shù)十年，擁有極為豐富的數(shù)據(jù)集。
具體而言，自1985年以來(lái)，WDP研究了巴哈馬群島中一個(gè)跨世代的野生大西洋斑點(diǎn)海豚（Stenella frontalis）群落。
通過(guò)這一“世界上持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的水下海豚研究項(xiàng)目”，最終積攢了數(shù)十年的水下視頻和音頻，并且每個(gè)海豚的身份、生活史和觀察到的行為擁有細(xì)致匹配。
比如下面這些能夠?qū)⒑ｋ嗦曇艉托袨槁?lián)系起來(lái)的例子：
- 標(biāo)志性的口哨聲，一般出現(xiàn)在母子相遇的場(chǎng)景
- 打斗時(shí)經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到脈沖“尖叫聲”
- 求偶或追逐鯊魚(yú)時(shí)常用“嗡嗡”聲
下圖展示了第一種情形。
左圖：一只斑點(diǎn)海豚媽媽在幼崽覓食時(shí)觀察著它，等幼崽覓食完畢后，它會(huì)用自己獨(dú)特的口哨聲呼喚它回來(lái)。
右圖：聲譜圖顯示的口哨聲。
因此最終，DolphinGemma是基于WDP的野生大西洋斑點(diǎn)海豚聲學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行廣泛訓(xùn)練。
另一方面，除了研究海豚的交流方式，WDP還進(jìn)一步探索了“人機(jī)交互”方式。
該機(jī)構(gòu)與佐治亞理工學(xué)院合作，開(kāi)發(fā)了CHAT(Cetacean Hearing Augmentation Telemetry) 這款水下應(yīng)用，其設(shè)計(jì)目的并非直接解讀海豚復(fù)雜的自然語(yǔ)言，而是建立一套更簡(jiǎn)單的共享詞匯。
具體來(lái)說(shuō)，CHAT會(huì)將生成的合成哨聲與海豚喜歡的特定物體聯(lián)系起來(lái)，比如海藻、海草或研究人員使用的圍巾。
然后通過(guò)人類教導(dǎo)，讓天生好奇的海豚學(xué)會(huì)模仿這些哨聲來(lái)請(qǐng)求這些物品。
最終，隨著對(duì)海豚更多自然聲音的理解，這些聲音也可以被加入到系統(tǒng)中。
△CHAT示意圖
概括而言，CHAT設(shè)備通過(guò)水下?lián)P聲器和麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)聲音的發(fā)送和接收，通過(guò)嘗試模仿海豚發(fā)出的哨聲來(lái)建立一種基本的溝通橋梁。
谷歌表示，Pixel 6（谷歌2021年10月發(fā)布）已經(jīng)能夠?qū)崟r(shí)處理高保真海豚聲音分析，而即將發(fā)布的Pixel 9（計(jì)劃于2025年夏季投入使用）將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)。
- Pixel 9將集成揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)功能，并利用手機(jī)強(qiáng)大的處理能力同時(shí)運(yùn)行深度學(xué)習(xí)模型和模板匹配算法。
- 這將使研究人員能夠更高效地分析海豚的聲音，并與海豚進(jìn)行更復(fù)雜的互動(dòng)。
One More Thing
也有人好奇，為什么谷歌選了海豚而非更常見(jiàn)的貓狗來(lái)研究？
雖然官方這次未明確提及背后原因，但查閱廣泛研究資料后可以得出一個(gè)結(jié)論：
這是因?yàn)?strong>海豚的“語(yǔ)言”和人類語(yǔ)言高度接近。
一項(xiàng)發(fā)表在《皇家社會(huì)生物學(xué)通訊》的研究表明，海豚相互間交流的方式近乎于人類。
當(dāng)一些海豚發(fā)出像吹口哨一樣的聲音時(shí)，這些聲音是由特定組織震動(dòng)發(fā)出的，其運(yùn)作原理類似于人類和許多陸生生物的聲帶振動(dòng)。
論文一作彼得·麥德森曾表示：
- 實(shí)際上，它們是通過(guò)鼻腔中結(jié)締組織的共振頻率來(lái)發(fā)聲的，而且它們能隨意調(diào)節(jié)肌肉緊張度和通過(guò)的氣流。這和人類用聲帶說(shuō)話時(shí)做的一模一樣。
和海豚類似，事實(shí)上谷歌2024年9月還推出了一款鯨魚(yú)聲音識(shí)別模型，它能夠識(shí)別出八種鯨魚(yú)的獨(dú)特叫聲，并精細(xì)區(qū)分其中兩種鯨魚(yú)的不同發(fā)聲類型。
而鯨魚(yú)也和海豚一樣，其語(yǔ)言和人類語(yǔ)言也具有相似性。
今年年初發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)模仿兒童學(xué)習(xí)語(yǔ)言的過(guò)程，鯨魚(yú)的歌聲與人類使用的語(yǔ)言存在統(tǒng)計(jì)相似性。
這一發(fā)現(xiàn)不僅揭開(kāi)了鯨歌的部分秘密，還為理解跨物種交流乃至AI語(yǔ)言模型提供了全新視角。
可以看到，谷歌首先考慮的還是這些與人類語(yǔ)言更接近的物種。
不過(guò)別著急，從DeepMind聯(lián)創(chuàng)兼CEO哈薩比斯透露的想法來(lái)看，沒(méi)準(zhǔn)下一個(gè)就是狗了。(doge）
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