Анализ акустических сигналов дельфинов-афалин показал возможное наличие у них развитой разговорной речи / Хабр
Исследователи из Карадагского природного заповедника записали «разговор» двух дельфинов при помощи разработанного ими подводного микрофона. После этого записанные звуковые сигналы были тщательно проанализированы. Была разработана также система анализа акустических сигналов дельфинов, которая позволяет различить голоса различных особей.
То, что дельфины общаются между собой, ни для кого не секрет. Но что представляет сам разговор, выяснить не удавалось. Правда, специалисты понимали, что дельфины используют различные типы щелчков и «свиста» для того, чтобы показать свою радость, скуку или одиночество. Сейчас оказалось, что в «речи» дельфинов есть отдельные слова, а сама «речь», предположительно, гораздо сложнее, чем считалось ранее.
Изменяя громкость и частоту щелчков, дельфины составляют слова, а из слов — целые предложения. Во многом эти разговоры похожи на речь человека.
Исследователи работали с двумя дельфинами-афалинами по кличкам Яша и Яна. Их общение постоянно записывалось, после чего ученые старались раскладывать весь разговор на составные элементы. Как оказалось, дельфины умеют внимательно слушать друг друга. Когда говорит один, второй слушает, стараясь не перебивать, и наоборот.
Руководитель исследования Вячеслав Рябов говорит, что обмен информацией у дельфинов напоминает беседу двух человек. «Каждый звук, генерируемый одним из животных, отличается от другого звука, генерируемого собеседником», — говорит он. Отличие — в спектре и частоте пульсаций. При этом ряд сочетаний звуков не повторяется. «Мы можем предположить, что каждая пульсация представляет собой отдельную фонему или слово из языка дельфинов».
Предпочитаемое Яшей и Яной положение во время разговора
«Анализ ряда „разговоров“, записанных в ходе экспериментов показывают, что дельфины внимательно слушают друг друга, не перебивая. Это дает нам повод думать, что животные понимают „речь“ собеседника, и им нужно выслушать все, прежде, чем начать „говорить“ самим», — продолжает ученый.
Мозг дельфинов не менее сложен, чем мозг человека. При этом дельфины развивались гораздо дольше людей — их история насчитывает 25 миллионов лет.
Исследователи выяснили, что Яша и Яна могут составлять предложения из пяти слов и больше. К сожалению, содержание речи пока понять невозможно. Рябов в связи с этим говорит, что сейчас самое время начать общаться с дельфинами, постепенно совершенствуя собственные навыки общения с отличными от нас существами.
«Люди должны сделать первый шаг для установления взаимоотношений с первыми разумными обитателями нашей планеты, создавая устройства, позволяющие преодолеть барьеры, стоящие на пути понимания и использования языка дельфинов», — говорит он. Ранее специалисты выяснили, что дельфины используют больше тысячи свистящих сигналов. Правда, оставалось неясным, могут ли эти млекопитающие напрямую говорить друг с другом. То есть не подавать простые сигналы всей стае, что могут делать многие животные, а целенаправленно общаться друг с другом при помощи развитой системы коммуникаций.
Группа записанных звуков, генерированных дельфином Яной (нижние стрелки) и Яшей (стрелки, указывающие вверх) во время одной из бесед
Работа российских ученых по изучению способа общения дельфинов не первая. Изучали дельфинов многие специалисты, но понимания коммуникаций этих млекопитающих пока нет ни у кого. Правда, в 2007 году австралийские ученые смогли идентифицировать отдельные звуки как сигналы. Определенная комбинация таких звуков означала «Я здесь, где все?», «Поторопись», «Здесь есть еда».
Кроме звуков, дельфины могут общаться и при помощи жестов, используя свои плавники.
Интересно, что чем сложнее задача, которая стоит перед дельфином, тем больше эти животные общаются между собой. Возможно, считают ученые, дельфины обсуждают решение проблемы, с которой столкнулись. Например, в одном из случаев, наблюдаемых ранее специалистами из Флориды, США, дельфины начали плотно общаться при попытке снять крышку с канистры.
Российские ученые утверждают, что дельфины, подобно людям, строят слова из отдельных фонем.
Правда, если человеку достаточно узкой полосы спектра для общения, то дельфинов спектральный диапазон гораздо шире (в 40 раз). Поэтому речь дельфинов более информативна, чем у человека. За одну и ту же единицу времени дельфин может передать собеседнику-дельфину гораздо большее количество информации, чем человек — человеку. Громкость звука, частота щелчков, наличие свистящих акустических сигналов, частота сигнала — все это имеет значение для дельфина.
Вячеслав Рябов с коллегами утверждают, что в ходе исследования был проведен тщательный анализ звуков, издаваемых этими животными. В ходе анализа ученые изучили как спектр, продолжительность звучания, количество отдельных звуков и фонем, так и структуру возможного языка дельфинов. Ученые подчеркивают, что их работа носит теоретический характер.
Тем не менее, набор звуков, которыми афалины обмениваются друг с другом, имеют много общего с речью человека. Это свидетельствует о развитом интеллекте и сознании у дельфинов. Их язык, скорее всего, является высокоразвитой речью, подобной человеческой.
Ученые подчеркивают необходимость создания систем, которые могли бы помочь изучить структуру языка дельфинов. Кроме афалин, специалисты Карадагского природного заповедника изучили общение зубатых китов (Odontoceti). Оказалось, что у этого вида млекопитающих также существует развитая система коммуникаций при помощи звуков. Возможно, говорят ученые, этот язык не менее сложный и развитый, чем у дельфинов.
Научная работа «The study of acoustic signals and the supposed spoken language of the dolphins» опубликована в журнале «St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics» (Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки) (doi: 10.1016/j.spjpm.2016.08.004).
«Звук можно подержать в руках»: как ученые расшифровывают язык дельфинов
https://ria.ru/20180721/1524992505.html
«Звук можно подержать в руках»: как ученые расшифровывают язык дельфинов
«Звук можно подержать в руках»: как ученые расшифровывают язык дельфинов — РИА Новости, 03.
03.2020
«Звук можно подержать в руках»: как ученые расшифровывают язык дельфинов
МОСКВА, 21 июл — РИА Новости, Альфия Еникеева. Охотясь на косяки рыб, засылая вперед разведчиков в поисках добычи и сбиваясь в «молодежные банды», наводящие… РИА Новости, 21.07.2018
2018-07-21T08:00
2018-07-21T08:00
2020-03-03T11:44
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1524992505.jpg?10170200281583225065
республика крым
черное море
россия
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2018
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.
ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
республика крым, черное море, московский физико-технический институт, российская академия наук, россия
Наука, Республика Крым, Черное море, Московский физико-технический институт, Российская академия наук, Россия
МОСКВА, 21 июл — РИА Новости, Альфия Еникеева. Охотясь на косяки рыб, засылая вперед разведчиков в поисках добычи и сбиваясь в «молодежные банды», наводящие ужас на сородичей, дельфины координируют действия и как-то договариваются друг с другом.
Ученые предполагают, что они общаются с помощью импульсно-тональных сигналов, структура которых напоминает словообразование в человеческих языках. Можно ли назвать систему таких сигналов языком и когда она будет расшифрована — в материале РИА Новости.
26 декабря 2013, 17:47
Ученые пытаются создать переводчик для общения с дельфинамиАмериканским ученым, возможно, удалось разработать прототип подводного портативного устройства, которое может послужить переводчиком для общения с дельфинами.
В 1970-х годах американский нейрофизиолог Джон Лилли, всю жизнь посвятивший изучению дельфинов, призывал предоставить этим животным право быть представленными в Организации Объединенных Наций в качестве «китового народа». Его интересы могли бы отстаивать специалисты, работающие с дельфинами, — пока морские млекопитающие и человечество не научатся лучше понимать друг друга.
Лилли, конечно, был большой оригинал — делая те или иные сенсационные заявления, он часто не мог подкрепить их научными данными. Но многие его догадки об интеллектуальных, коммуникативных и эмоциональных способностях дельфинов впоследствии подтвердили другие исследователи. Кроме того, именно он первым предположил, что у дельфинов есть собственный язык — и это «язык свистов».
«В середине ХХ века выяснили, что дельфины действительно общаются друг с другом с помощью звуковых сигналов — свистов. Но когда с этими свистами стали разбираться, оказалось, что большая их часть — индивидуально-опознавательные, своеобразные звуковые «автографы» дельфинов. По крайней мере, у афалин», — рассказывает научный сотрудник лаборатории морских млекопитающих Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН Александр Агафонов.
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, Depositphotos / daulonЭхолокация дельфинов
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, Depositphotos / daulon
Плавая, дельфин периодически высвистывает свой позывной, чтобы остальные сородичи знали, где он находится.
Те, в свою очередь, могут ему отвечать собственными «автографами». Так морские животные определяют местоположение членов сообщества, причем слышат друг друга на расстоянии в несколько километров.
20 июня 2018, 06:05
В ДВФУ исследуют сигналы мозга дельфинов
Индивидуальный звуковой «автограф» формируется у дельфина в первые месяцы жизни и потом не меняется. Поэтому российские ученые решили использовать эти позывные для учета численности популяции черноморских афалин — проще говоря, посчитать их по голосам.
«Звук — понятие эфемерное. Прозвучал — и нет его. Как с ним работать? Удобнее всего визуализировать его в виде графика: по одной оси время, то есть длительность, а по другой — частота (высота) звука. Это называется спектрограмма (или сонограмма) сигнала. «Автограф» отображается как характерная кривая, индивидуальная для каждого дельфина. С этими изображениями и работаем, ведь так звук можно подержать в руках», — объясняет Александр Агафонов.
Исследователи выделили уже около тысячи дельфиньих позывных — примерно столько афалин сейчас обитает у крымского побережья. По словам Агафонова, если экстраполировать, получается, что в Черном море не больше пяти тысяч особей — вдвое меньше, чем тридцать лет назад.
Скоординировать охоту, заслать разведчика«После того как стало понятно, что свист — это имя дельфина, казалось бы, вопрос с языком исчерпан. Это закрытая коммуникативная система, и в нашем понимании ее нельзя считать языком. То есть свисты очень ценны, но какую-то другую информацию, кроме местоположения дельфина, передать не способны. Но мы не раз наблюдали, как афалины координируют совместную охоту на рыб, засылают к берегам разведчиков, сбиваются в «банды» — в общем, ведут насыщенную социальную жизнь, обмениваясь при этом информацией. И явно не с помощью свистов. Тут-то мы и обратили внимание на другой тип сигналов, возможно, используемый дельфинами для общения, — импульсно-тональный», — продолжает ученый.
© CC BY 2.0 / Kimb0leneСамка дельфина с детенышем
© CC BY 2.0 / Kimb0lene
В звуковом репертуаре афалин сорок процентов звуков относятся к свистам, остальное — импульсно-тональные сигналы, представляющие собой последовательности импульсов с частотой от 150 до 600 в секунду. Люди на слух это воспринимают как изменение высоты тона. Длительность импульсно-тональных сигналов — от долей секунды до нескольких секунд. В каждом можно выделить простые элементы, и чем длиннее сигнал, тем больше в нем таких элементов.
«Становится понятно, что импульсно-тональные сигналы — это комбинации единиц различного уровня сложности, подобные тем, что в человеческих языках. Там минимальная единица — фонема, из фонем складываются морфемы, из морфем — слова, а из слов уже предложения. При анализе импульсно-тональных сигналов создается впечатление, что они работают по очень схожему принципу. Более того, думаю, если бы подобную коммуникативную систему открыли у какого-нибудь племени людей, то пожали бы плечами и объявили, что это такая система языка, и стали бы расшифровывать.
Но здесь-то речь идет о дельфинах. Поэтому не все так просто», — увлеченно говорит Александр Агафонов.
19 октября 2017, 13:26
Ученые объяснили, почему дельфины не догонят людей в развитии
Ученые предполагают, что в этих сигналах действительно может быть заключена какая-то достаточно сложная коммуникативная система. Пытаясь ее расшифровать, морские биологи обратились за помощью к лингвистам.«На мой взгляд, тут нужны методы структурной лингвистики — чтобы выделить минимальные единицы (аналогичные фонемам в человеческом языке), из которых складываются более крупные элементы. В этом нам сейчас помогает известный лингвист-индоевропеист Светлана Бурлак, занимающаяся вопросами происхождения человеческого языка», — объясняет Агафонов. С другой стороны, в проекте задействованы сотрудники и студенты Московского физико-технического института. Их задача — разработать компьютерную программу, которая смогла бы помочь биологам описывать импульсно-тональные сигналы формальным образом, сравнивать их и выделять сходные элементы.
© Depositphotos.com / vitaliy_sokolДва дельфина
© Depositphotos.com / vitaliy_sokol
«Но главное — провести эксперимент, в котором одна афалина передала бы другой некую информацию, заданную человеком, и та отреагировала бы адекватным образом. Когда это произойдет, мы сможем понять, как же все-таки построена коммуникативная система у дельфинов, а дальше — попытаемся вступить с ними в «диалог». Пока, конечно, говорить об этом рано, хотя и очень хочется», — улыбается Александр Агафонов.
Все о афалинах — общение и эхолокация
Почему звук в море важен
Дельфины в значительной степени полагаются на производство и прием звука для навигации, общения, охоты и избегания хищников в темных водах или водах с ограниченным обзором.
Производство звука
Человек вокализирует (издает звук) на выдохе — наши легкие проталкивают воздух через гортань. Голосовые связки в гортани вибрируют, когда через них проходит воздух, производя звуки.
Наше горло, язык, рот и губы превращают эти звуки в речь.
У дельфина нет голосовых связок в гортани. Звуки, вероятно, производятся движением воздуха в носовом проходе.
- Технологические достижения в области биоакустических исследований позволяют ученым лучше исследовать область носа. Исследования показывают, что комплекс тканей в области носа, вероятно, является наиболее вероятным местом производства всех звуков. Этот комплекс, называемый дорсальной бурсой, включает в себя «звуковые губы» — структуры, выступающие в носовой ход. Когда воздух проходит через носовой проход и мимо звуковых губ, окружающая ткань вибрирует, производя звук.
- У дельфина есть два комплекса спинной сумки/звуковой губы, которые могут работать независимо и одновременно. Дельфины-афалины могут издавать одновременно и щелчки, и свист.
Во время некоторых вокализаций дельфины-афалины фактически выпускают воздух из дыхала, но ученые считают, что эти следы пузырей и облака являются визуальным отображением и не нужны для воспроизведения звука.
Афалины издают свист и звуки, напоминающие стоны, трели, ворчание, скрип и скрип дверей. Эти звуки они издают в любое время и на значительной глубине. Звуки различаются по громкости, длине волны, частоте и структуре.
- Щелчок Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
- Скрип Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
- Жужжащие щелчки Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Частота звуков, издаваемых афалинами, колеблется от 0,2 до 150 кГц. Низкочастотные вокализации (от 0,2 до 50 кГц), вероятно, используются в социальном общении. Социальные сигналы имеют наибольшую энергию на частотах менее 40 кГц. Щелчки более высокой частоты (от 40 до 150 кГц) в основном используются для эхолокации.
Фирменные свистки
Афалина идентифицирует себя с помощью фирменного свистка. Характерный свист настолько отчетлив, что ученые могут идентифицировать отдельных дельфинов, глядя на форму их свистка на сонограмме.
Они используют эти уникальные свистки для общения, идентификации, определения местоположения и, возможно, эмоционального состояния. Было замечено, что дельфины используют характерные свистки, чтобы сотрудничать друг с другом, обращаться к другим людям, способствовать воссоединению матери и детеныша и, возможно, сообщать о своей принадлежности к другим людям.
Частоты характерного свиста обычно находятся в диапазоне от 7 до 15 кГц и длятся менее одной секунды.
Самка дельфина может почти непрерывно свистеть своему детенышу в течение нескольких дней после родов. Этот акустический импринтинг помогает теленку научиться узнавать свою мать.
У дельфина появляется характерный свист в возрасте одного месяца.
Дельфины могут имитировать характерные свистки друг друга, и ученые выдвинули гипотезу, что дельфины используют свистки для социального взаимодействия.
Ученые не нашли доказательств существования языка дельфинов.
Эхолокация
Термин эхолокация относится к способности, которой обладают зубатые киты (а также некоторые другие морские млекопитающие и большинство летучих мышей), которая позволяет им находить и различать объекты, излучая высокочастотные звуковые волны и прислушиваясь к эху в виде звуковых волн. отражаться от предметов. Зубатые киты эхолокируют, издавая щелкающие звуки, а затем получая и интерпретируя полученное эхо.
- Дельфины-афалины последовательно издают направленные широкополосные щелчки. Каждый щелчок длится от 50 до 128 микросекунд. Пиковые частоты эхолокационных щелчков составляют от 40 до 130 кГц.
- Последовательности щелчков проходят через дыню, которая состоит из особых жиров (иногда называемых акустическими липидами). Дыня действует как акустическая линза, фокусируя эти исходящие звуковые волны в луч, который проецируется в воду перед животным. Эти звуковые волны отражаются от объектов в воде и возвращаются к дельфину в виде эха.
- Звуковые волны распространяются по воде со скоростью около 1,5 км/с (0,9 мили/с), что в 4,5 раза быстрее, чем скорость звука по воздуху.
- Высокочастотные звуки не распространяются далеко в воде. Из-за большей длины волны и большей энергии низкочастотные звуки распространяются дальше. Эхолокация наиболее эффективна на близких и средних дистанциях, примерно от 5 до 200 м (от 16 до 656 футов) для целей длиной от 5 до 15 см (от 2 до 6 дюймов).
- Основными областями восприятия звука являются заполненные жиром полости костей нижней челюсти. Звуки принимаются и передаются через нижнюю челюсть в среднее ухо, внутреннее ухо, а затем в центры слуха в головном мозге через слуховой нерв.
- Мозг получает звуковые волны в виде нервных импульсов, которые передают звуковые сообщения и позволяют дельфину интерпретировать значение звука.
С помощью этой сложной системы эхолокации дельфины могут определять размер, форму, скорость, расстояние, направление и даже некоторую внутреннюю структуру объектов в воде.
Дельфины-афалины способны запоминать и позже распознавать эхо-сигналы, возвращаемые предпочитаемыми видами добычи.
Несмотря на эффективность эхолокации, исследования показывают, что дельфину с нарушением зрения требуется больше времени для эхолокации объекта, чем дельфину, использующему зрение в тандеме с эхолокацией.
Многие детали эхолокации до конца не изучены. Исследования эхолокации продолжаются.
Громкие импульсные звуки
Громкие импульсные звуки , записанные афалинами, могут использоваться для оглушения добычи или сбивания с толку хищников; однако это предположение еще не подтверждено.
Другие звуки
Дельфины издают звуки над поверхностью воды. Дельфины также издают звуки, когда прыгают, прорываются или ударяются о поверхность воды ластами и плавниками. Эти звуки могут функционировать в общении.
Будут ли люди изучать свой язык?
Между аквариумными шоу и плаванием с ними в отпуске становится ясно, что люди обожают дельфинов.
Это из-за их предполагаемого интеллекта (подробнее об этом позже)? Или из-за их блестящей, гладкой кожи? А может из-за грации, с которой они скользят по воде? Все это прекрасно, но больше всего нас должен очаровывать язык дельфинов.
Доказано, что у дельфинов есть своего рода языковая система, которую они используют для общения друг с другом. Но представьте, если бы люди могли выучить язык дельфинов и использовать его для межвидового общения. Насколько сложен язык дельфинов? Можем ли мы вообще назвать это «языком»? И, самое главное, сможем ли мы когда-нибудь этому научиться? Давайте погрузимся (извините) и выясним.
Действительно ли дельфины самые умные животные?
Существует довольно распространенное мнение, что дельфины — самые умные из нечеловеческих животных или, по крайней мере, находятся на вершине цепочки интеллекта, но оказывается, что на самом деле это может быть не так. У дельфинов относительно большой мозг; в четыре-пять раз крупнее по отношению к размеру их тела, чем среднее животное их размера.
Их человеческие навыки, когда дело доходит до общения, также предполагают определенный уровень интеллекта. Однако это не совсем полная картина.
Хотя первоначально исследователи утверждали, что дельфины могут узнавать себя в зеркале, несогласные исследования показали, что они ведут себя точно так же и без зеркала.
Затем идет языковой компонент, который мы рассмотрим подробнее в следующем разделе. Ученые часто указывают на эту способность общаться, используя сложные вокализации, как на свидетельство интеллекта дельфинов, и это действительно относит их к более умным видам. Но не обязательно самый умный. Ряд других животных, таких как собаки, приматы и морские львы, также используют определенные вокализации для общения.
Итак, еще не принято решение о том, какое место занимают дельфины по шкале интеллекта, но дельфиний язык определенно заслуживает изучения. И многие ученые так и сделали.
Факт против. Художественная литература: что мы знаем о языке дельфинов
Дениз Херцинг, изучающая дельфинов в дикой природе более 30 лет, говорит, что они используют свист, щелчки, жужжание и пульсирующие звуки для общения друг с другом.
По словам Герцинга, у дельфинов есть «фирменный свист», характерный для каждого отдельного дельфина, что-то вроде имени. Есть щелчки, используемые для охоты и кормления, жужжание, используемое для социального взаимодействия и спаривания, и «взрывные импульсные звуки», используемые во время боя. Герцинг описывает одну особенно крутую технику общения, которую используют дельфины, которая синхронизирует свои звуки и поведение, чтобы отпугнуть акул.
В исследовании ученых Санкт-Петербургского политехнического университета использовалось оборудование для измерения акустических сигналов афалин в Черном море. В ходе исследования импульсы и наборы импульсов дельфинов были зарегистрированы как слова и предложения, и был сделан вывод о том, что, поскольку язык дельфинов «демонстрирует все структурные особенности, присутствующие в разговорной речи человека, это указывает на высокий уровень интеллекта и сознания у дельфинов, и их язык может быть якобы понятен». считается высокоразвитым разговорным языком, родственным человеческому языку».
В этом выводе делается очень сильное заявление об общении дельфинов, но другие ученые, в том числе Герцинг, не согласны с выводами и говорят, что план эксперимента был ошибочным. Ричард Коннор, морской биолог из Массачусетского университета в Дартмуте, сказал National Geographic об исследовании: «Это полная ерунда, и вы можете процитировать меня».
Герцинг говорит, что в исследованиях дельфинов есть многообещающие результаты, но пока нет никаких доказательств того, что так называемый язык дельфинов используется в дикой природе. Однако ее команда имеет возможность успешно общаться с дельфинами, используя машины, которые имитируют звуки, которые они издают.
Будущее общения между людьми и дельфинами
Что мы будем делать дальше в поисках понимания языка дельфинов? Как и многие другие головоломки, с которыми мы сталкиваемся в наши дни, эта проблема решается с помощью искусственного интеллекта.
Шведский языковой стартап Gavagai AB надеется использовать ИИ для расшифровки языка дельфинов.