終於能訓練貓咪自己清貓砂了嗎？人工智慧解析動物語言，打造生物通用版「Google翻譯」

文：陳蔚銘（創新拿鐵）

好萊塢電影《怪醫杜立德》（1988）描述一位小時候能和動物溝通的終於造生男孩，被爸爸認為是練貓魔鬼附身之後「封印」了自己的天賦。長大後成為醫生的咪自貓砂嗎人他在因緣際會下又開始聽懂小狗說話，漸漸成為各種大小動物解決疑難雜症的己清救星。

現實世界中，工智也有許多相關研究試圖聽懂動物「說話」，慧解其中一間非營利組織更試圖為地球上的析動所有生物打造通用版的「Google翻譯」，他們做得到嗎？

創新點：用「形狀」解析動物「語言」，物語物通究竟能解決生態危機？還是言打用版製造生存危機？

借助人工智慧和微型接收器，用「形狀」解析動物語言

「地球物種計畫（Earth Species Project，翻譯ESP）」是終於造生加州的非營利組織，由Mozilla Labs（Mozilla基金會旗下子公司，練貓專門探索、咪自貓砂嗎人開發各種新技術，己清如Firefox瀏覽器的工智各種擴充功能） 聯合創辦人Aza Raskin 和Twitter創始團隊成員Britt Selvitelle創立，目標是使用人工智慧解碼自然界各式物種間如何傳遞訊息。

隨著微型攝影機、麥克風和迷你信號發射器的技術成熟，價格降低，科學家能輕易在大自然的各個角落布建設備收集大量動物活動的影像和牠們發出的聲音。不過這些影音數據太過龐大，無法以人工方式整理，更別說從中找到聲音與特定行為模式之間的關聯。

因此，ESP採用了分析人類語言的「自然語言處理模型」，試著借助人工智慧的力量，從看似無關的大量數據中整理出有意義的脈絡資訊，解讀動物們是用什麼「語言」和彼此溝通。

ESP採用的自然語言處理模型，會將語言中的「語意（semantic）」關係加以拆解，形成由各種向量組成的「幾何（geometric）」關係。以下圖為例，在英文中「Dog」這個字常常會和「Man」、「Howl」等字彙在上下文中出現，因此可以從大量文本中，依據每個字出現的頻率畫出幾何圖形：

Photo Credit: Google Cloud

接著，也把「狗」在西班牙文和日文中的幾何圖形畫出來，可以發現：在這三種語言中，「狗」的圖形有極高的相似度：

Photo Credit: Google Cloud

ESP的計畫是：如果把自然語言處理模型的概念套用在動物語言，利用人工智慧解析動物叫聲並畫成幾何形狀，接著在人類的語言庫裡找出類似的形狀，是否就能漸漸打造出一套動物的翻譯器了呢？

告訴蜜蜂哪裡有花、分辨土撥鼠的警報聲

開發這樣的動物語言翻譯器有什麼好處呢？有了翻譯器，許多在人工智慧技術普及前的相關研究就能獲得更進一步的支持。

Tim Landgraf是柏林自由大學（Freie Universität Berlin）的教授，長期研究蜜蜂個體之間的溝通，他的研究使用電腦視覺追蹤蜂巢裡頭每一隻蜜蜂，紀錄牠們振動身體和翅膀發出聲音時，蜂巢中的其他蜜蜂會有什麼行為改變。

透過人工智慧和自然語言模型的分析，研究團隊發現了幾種特定信號：叫大家安靜的「噓」、停下所有動作的「停」還有發出警示的「危險」。

有了初步成果，他們把解析出的動作和聲音輸入到機器蜜蜂，讓機器蜜蜂可以發出各式「蜂語」，成功控制整個蜂群「安靜」、「停下」。

接下來，研究團隊也成功操控機器蜜蜂做出「蜂舞（waggle dance）」，告訴真蜜蜂哪裡有沒灑農藥的安全花叢可以採蜜，有機會解決目前全球日益嚴重的蜜蜂危機。

Con Slobodchikoff是一位亞利桑那州的生物學家，研究草原土撥鼠的交流方式已經超過30年；他的研究顯示草原土撥鼠在警戒狀態時，看到不同的威脅接近時發出的叫聲也不同。大家可以聽聽看，能不能聽出差別？

還有其他五花八門的研究，像是大象會發出極低頻的聲音，透過地面遠距傳話給其他象群，告訴他們「有人類接近」、「這裡有水喝」；海豚媽媽會用特定的音調為小孩取名，以便彼此溝通時「呼叫」對方的名字等等，都有可能讓人類更加理解大自然的生物。

也許不久之後，國家地理頻道的字幕不再需要人類旁白「代言」，動物們可以拿回自己的「話語權」。

推倒溝通高牆之後，為自然界帶來的是生機還是危機？

2018年，世界自然基金會（World Wide Fund for Nature, WWF）發布的年度《地球生物報告》中，首度指出過去50年間，野生動物數量平均減少了69%，凡有人類存在的地方，數以千計的物種正在不知不覺中消失。

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ESP的理想是：一旦成功打造出動物翻譯系統，就能使人類更加理解各種生物的生存需求，進而提供協助。比方說，非洲草原上的動物管理員可以聽懂大象求助，哪裡有非法偷獵者出現；巡山員可以聽到老鷹通風報信，哪裡又有山老鼠在偷砍木材；獸醫也能聽懂你家的寵物哪裡不舒服，發現小毛病及早治療。

然而，任何新科技的發展必定伴隨著道德辯論和濫用疑慮。例如，動物保育員已經發現非法盜獵者會用事先錄好的鳥類求偶聲來吸引黃紅雀落入陷阱。了解動物如何交流雖然能幫助好人保護自然，卻也有可能幫助壞人利用自然。

對這樣的顧慮，ESP的創辦團隊承諾：「我們必須考慮它的使用並努力減輕不良後果」。時間不等人，當物種消失的速度越來越快，只要有助於挽回人類對世界各地生態系統造成的一些問題，權衡利弊之下，依然樂觀看待ESP能早日實現他們的理想。

如果有一天你能和動物溝通，你最想說些什麼呢？