KI entschlüsselt Vogelgesang

In einer bahnbrechenden Entwicklung haben Wissenschaftler mithilfe von künstlicher Intelligenz bedeutende Fortschritte bei der Entschlüsselung der Tierkommunikation erzielt. Insbesondere der Vogelgesang steht im Fokus der Forschung, da er erstaunliche Ähnlichkeiten zur menschlichen Sprache aufweist. Dieser Durchbruch eröffnet nicht nur neue Möglichkeiten für den Naturschutz, sondern wirft auch grundlegende Fragen über unsere Beziehung zur Tierwelt auf. Wie kann diese Technologie unseren Umgang mit anderen Spezies verändern und welche ethischen Herausforderungen gilt es zu meistern?

Earth Species Project

Earth Species Project― Dr. Jane Goodall

Die Entschlüsselung der Tierkommunikation durch KI-Systeme revolutioniert die Forschung in diesem Bereich. Maschinelle Lernalgorithmen analysieren komplexe Lautäußerungen von Tieren und verknüpfen sie mit beobachteten Verhaltensweisen. Das Earth Species Project, eine gemeinnützige Organisation, konzentriert sich dabei auf Arten wie Vögel, Delfine, Primaten, Elefanten und Honigbienen. Ziel ist es, nicht nur die Kommunikationsmuster zu entschlüsseln, sondern langfristig eine zweiseitige Verständigung zwischen Mensch und Tier zu ermöglichen.

Der Vogelgesang dient als wichtiges Modell für das Studium der Tierkommunikation, da er in kritischen Entwicklungsphasen erworben wird - ähnlich wie die menschliche Sprache. Forscher haben spezifische Gehirnregionen bei Vögeln identifiziert, die beim Produzieren erlernter Vokalisationen aktiv sind. Die oft syntaxähnlichen Strukturen im Vogelgesang bieten wertvolle Einblicke in die Evolution der Sprache und ermöglichen Rückschlüsse auf die menschliche Sprachentwicklung.

Reden mit Elefanten

Die Fachhochschule St. Pölten und die Österreichische Akademie der Wissenschaften nutzen Künstliche Intelligenz, um die komplexe Kommunikation von Elefanten zu erforschen. Afrikanische Savannen-Elefanten kommunizieren über verschiedene Laute, wobei der tieffrequente "Rumble" eine wichtige Rolle spielt. Das Projekt zielt darauf ab, mithilfe von KI akustische Signaturen zu finden, die das Verhalten der Elefanten entschlüsseln. Diese Technologie ermöglicht es, tiefergehende Analysen vorzunehmen, die auf manuellem Wege kaum möglich wären. Zudem werden Elefantenlaute synthetisiert und im Rahmen von Playback-Experimenten getestet, um Hypothesen über ihre Bedeutung zu verifizieren. Das Ziel ist, durch ein besseres Verständnis der Kommunikation neue Möglichkeiten zum Schutz der Tiere zu eröffnen.

Die Kommunikation von Elefanten ist bisher noch wenig untersucht. „Die Tiere verfügen über ein breites Spektrum an Lauten, wie etwa das gut bekannte Trompeten. Der am häufigsten verwendete Lauttyp ist der tieffrequente Rumble, dessen Grundfrequenz bis in den Infraschallbereich reicht“, sagt Angela Stöger, Projektleiterin und Leiterin des Bereichs Mammal Communication an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Sound Files – Angela Stoeger

Angelastoeger

Visualizing Sound Emission of Elephant Vocalizations: Evidence for Two Rumble Production Types

Recent comparative data reveal that formant frequencies are cues to body size in animals, due to a close relationship between formant frequency spacing, vocal tract length and overall body size. Accordingly, intriguing morphological adaptations to elongate the vocal tract in order to lower formants occur in several species, with the size exaggeration hypothesis being proposed to justify most of these observations. While the elephant trunk is strongly implicated to account for the low formants of elephant rumbles, it is unknown whether elephants emit these vocalizations exclusively through the trunk, or whether the mouth is also involved in rumble production. In this study we used a sound visualization method (an acoustic camera) to record rumbles of five captive African elephants during spatial separation and subsequent bonding situations. Our results showed that the female elephants in our analysis produced two distinct types of rumble vocalizations based on vocal path differences: a nasally- and an orally-emitted rumble. Interestingly, nasal rumbles predominated during contact calling, whereas oral rumbles were mainly produced in bonding situations. In addition, nasal and oral rumbles varied considerably in their acoustic structure. In particular, the values of the first two formants reflected the estimated lengths of the vocal paths, corresponding to a vocal tract length of around 2 meters for nasal, and around 0.7 meters for oral rumbles. These results suggest that African elephants may be switching vocal paths to actively vary vocal tract length (with considerable variation in formants) according to context, and call for further research investigating the function of formant modulation in elephant vocalizations. Furthermore, by confirming the use of the elephant trunk in long distance rumble production, our findings provide an explanation for the extremely low formants in these calls, and may also indicate that formant lowering functions to increase call propagation distances in this species’.

PLOS ONEAngela S. Stoeger ,

Die potenziellen Anwendungen dieser Forschung sind weitreichend. Ein besseres Verständnis der Tierkommunikation könnte den Naturschutz verbessern, indem es Tieren eine "Stimme" in umweltpolitischen Entscheidungen gibt. In Tierrechtsfällen könnte die Entschlüsselung subtiler Formen des Leidens überzeugende Beweise liefern. Auch das Wildtiermanagement und die Pflege von Tieren in Gefangenschaft könnten von diesem Wissen profitieren.

Allerdings stellt die Entschlüsselung der Tierkommunikation auch einzigartige Herausforderungen dar. Forscher müssen spezifische Tiersignale von Hintergrundgeräuschen isolieren und die enorme Vielfalt an Kommunikationsmethoden berücksichtigen. Ethische Fragen wie das Einverständnis und die Autonomie von Tieren sowie der potenzielle Missbrauch entschlüsselter Informationen müssen sorgfältig abgewogen werden. Es gilt, Richtlinien zu entwickeln, die eine verantwortungsvolle Anwendung dieser Technologien sicherstellen.

Die Entschlüsselung der Tierkommunikation durch KI markiert einen Wendepunkt in unserem Verständnis der Tierwelt. Sie eröffnet faszinierende Möglichkeiten für den Naturschutz, wirft aber auch grundlegende ethische Fragen auf. Wie können wir sicherstellen, dass diese Erkenntnisse zum Wohle der Tiere und ihrer Lebensräume eingesetzt werden? Es liegt an uns, verantwortungsvoll mit dieser Technologie umzugehen und einen ethischen Rahmen für ihre Anwendung zu schaffen.

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