Hablar con los cachalotes: El mayor esfuerzo de comunicación entre especies de la historia

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Manada de cachalotes descansando
Manada de cachalotes descansando

Una carrera para conversar y salvar a los depredadores ecológicos más inteligentes del océano

En la película de ciencia ficción de 2016 "Arrival", un lingüista y un físico teórico compiten contra el tiempo para comunicarse con heptápodos extraterrestres en peligro de extinción que desean compartir su sabiduría y tecnologías con la raza humana para que sobreviva y algún día les devuelva el favor.

En la Universidad de California, Berkeley, se está llevando a cabo una misión real con los pies en la tierra para decodificar una forma desconocida de comunicación. El lingüista Gasper Begus y el científico informático Shafi Goldwasser forman parte de un equipo internacional de investigadores que intentan comunicarse entre especies con los cachalotes descifrando sus ensordecedores sonidos de clic, o codas, de más de 200 decibelios.

Se encuentran entre los miembros clave de la Iniciativa de Traducción de Cetáceos (CETI), un proyecto multidisciplinario de cinco años lanzado recientemente destinado a descifrar las comunicaciones similares al código Morse de los cachalotes en la isla caribeña de Dominica, para obtener un conocimiento más profundo de los depredadores más inteligentes del océano y para preservar su hábitat de una mayor perturbación humana.

Con científicos de 16 diferentes empresas de investigación, se estima que CETI es el mayor esfuerzo de comunicación entre especies de la historia. Ya sea en tierra o en el océano, es una hazaña de enormes proporciones.

“Estamos lidiando con una forma de comunicación completamente desconocida, y la recopilación de datos puede ser un desafío”, dijo Begus, profesor asistente de lingüística en la División de Ciencias Sociales de la Universidad de California Berkeley y director del Laboratorio de Computación y Habla de Berkeley. El equipo de ingeniería de CETI está construyendo un sistema de drones que etiquetará automáticamente a las ballenas y registrará sus vocalizaciones y otros parámetros, como la orientación, la velocidad y la temperatura.

Precediendo a los humanos en la Tierra por unos 15 millones de años, los gigantescos cerebros de los cachalotes les dan la capacidad neuronal para la planificación, la comunicación sofisticada y las interacciones sociales que duran décadas. Sus plateados cuerpos de más de 30 toneladas almacenan carbono y desempeñan un papel secundario en el enfriamiento de la tierra.

Los cachalotes se organizan en grandes familias y clanes matrilineales, y cada grupo se identifica con su propio dialecto característico. Sus poderosos chasquidos se emiten a través de una mezcla de órganos conocidos como espermaceti que se encuentran sobre sus cráneos. Los patrones de sonido de las ballenas son aprendidos, no innatos, como el ladrido de un perro, dijo Begus.

sistema bioacústico del cachalote

Imagen: Sistema bioacústico del cachalote

Sus hábitats en las profundidades del océano están amenazados por la contaminación acústica, el cambio climático, la pesca comercial y las actividades militares que incluyen explosiones submarinas y tecnología de sonar.

Si se les deja morir de forma natural, los cachalotes se hunden en el fondo del océano, llevándose consigo el carbono almacenado en sus cuerpos que, de otro modo, se habría liberado a la atmósfera si las ballenas hubieran sido cazadas y llevadas a tierra. Además, los excrementos de las ballenas contribuyen al crecimiento del fitoplancton, que se estima que captura alrededor del 40% de todo el dióxido de carbono producido.

"Si llegamos a conocer mejor a los cachalotes aprendiendo su comunicación y el alcance completo de su vida cognitiva y social, es más difícil para nosotros como especie tratarlos como seres no sensibles y destruirlos", dijo Begus.

En sus respectivos laboratorios en la UC Berkeley, Begus y Goldwasser, ganador del prestigioso premio A.M. Turing, están utilizando inteligencia artificial, incluida tecnología de falsificación profunda, para identificar patrones lingüísticos en grabaciones de lo que eventualmente podría ascender a miles de millones de clics de cachalotes.

"En el caso de la traducción de un idioma humano a otro, a menudo se dispone de una 'piedra de Rosetta', lo que lo convierte en el llamado problema de traducción de idiomas supervisada. E incluso cuando no se conocen tales ejemplos, al menos tenemos una buena idea de cuáles pueden ser los temas generales y el contexto en el que se llevan a cabo las conversaciones, para detectar cuándo una traducción propuesta no tiene sentido", dijo Goldwasser, quien en la UC Berkeley es director del Instituto Simons para la Teoría de la Computación y profesor C. Lester Hogan en Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación.

"Para el CETI", agregó, "necesitamos extender significativamente la teoría y la práctica de la traducción de idiomas sin supervisión, donde no se dan ejemplos de traducción correctos, a un entorno donde es limitado nuestro conocimiento previo sobre lo que las ballenas pueden estar comunicando, y no podemos realizar experimentos controlados. Los nuevos métodos para modelar lo que se comunican las ballenas nos guiarán cuando estemos avanzando en la tarea de traducción o, alternativamente, descartando las traducciones propuestas".

proyecto CETI

Imagen: Un enfoque para la comunicación de los cachalotes que integra la biología, la robótica, el aprendizaje automático y la experiencia lingüística.

Como ocurre con cualquier forma desconocida de comunicación, los sonidos que hacen los cachalotes para comunicarse entre sí y navegar a través de la ecolocalización están llenos de enigmas. Lo desconocido en el sistema de comunicación de los cachalotes no es solo lo que significan las codas, sino también cómo probamos y confirmamos lo que creemos que significan.

Para abordar estas preguntas, el equipo aprovechará los nuevos avances en inteligencia artificial (IA). Begus está desarrollando modelos de IA que aprenden el habla humana de una manera similar a como los niños aprenden el lenguaje: sin supervisión, sin texto y por imitación e imaginación. Junto con su equipo en el Laboratorio de Computación y Habla de Berkeley, está probando si los modelos que aprenden el lenguaje humano a partir del habla también pueden aprender el sistema de comunicación del cachalote.

recopilación de datos bioacústicos de ballenas

Imagen: Esquema de recopilación de datos bioacústicos de ballenas con múltiples fuentes de datos por varias clases de activos

Mientras tanto, otros colaboradores del CETI de más de una docena de instituciones de investigación de todo el mundo están trabajando en otras áreas del proyecto, incluida la instalación de una red de micrófonos submarinos, drones y peces robóticos para rastrear y registrar sigilosamente la comunicación de los cachalotes.

El líder de CETI, David Gruber, es profesor de biología y ciencias ambientales en el Baruch College de la Universidad de la Ciudad de Nueva York. Gruber, Goldwasser y Michael Bronstein, profesor de informática e inteligencia artificial en la Universidad de Oxford, se conocieron en 2018 durante un año de beca en Radcliffe College. Allí, se les ocurrió el objetivo del CETI durante un seminario de un año que examinó muchas posibles formas de utilizar el aprendizaje automático en las ciencias.

Otros colaboradores del proyecto provienen del MIT, la Universidad de Harvard, la Universidad de Haifa de Israel, la Universidad Carleton de Canadá, la Universidad de Aarhus en Dinamarca, la Universidad de Lugano en Suiza, Google Research, Dominica Sperm Whale Project y el Instituto de Intercambio Científico de Italia.

El movimiento Save the Whales se remonta a la década de 1960 cuando el biólogo estadounidense Roger Payne, ahora miembro de CETI, grabó "Songs of the Humpback Whale", que condujo en 1972 a la Ley federal de Protección de Mamíferos Marinos. La ley prohíbe actividades que hostiguen, capturen, recolecten o maten mamíferos marinos, como ballenas, delfines, focas y manatíes.

Su investigación se publica en iScience: Toward understanding the communication in sperm whales

Etiquetas: ComunicaciónHablaCachalote

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