A Inteligência Artificial (ou IA) é uma ferramenta que promete alterar positivamente o nosso cotidiano. Mas você sabia que, em breve, ela poderá revolucionar a forma que nos relacionamos com a natureza? Descubra como a comunicação das baleias as salvou da extinção e como poderemos conversar com elas no futuro!
Os sons das baleias como ferramentas de conservação
Baleias são animais majestosos e fascinantes, que há séculos inspiram artistas e cientistas ao redor do mundo. Mas o relacionamento entre humanos e baleias nem sempre foi harmonioso. Durante séculos, esses animais foram caçados impiedosamente para atender às demandas da indústria baleeira, o que quase levou algumas espécies à extinção.
Felizmente, um movimento crescente em defesa das baleias começou a ganhar força na década de 1960, graças, em parte, a uma série de gravações que ajudaram a mudar a percepção pública sobre esses animais. As gravações em questão eram cantos de baleias, capturados por cientistas e artistas, que revelaram a complexidade e a beleza da comunicação dos maiores animais do nosso planeta.
Em 1966, um cientista chamado Roger Payne produziu uma gravação que se tornou um marco na história da luta pela preservação das baleias. A gravação, intitulada “Songs of the Humpback Whale”, foi uma coleção de vocalizações de jubarte (Megaptera novaeangliae) que Payne havia gravado em suas viagens de pesquisa. Lançado comercialmente em 1970, o álbum se tornou um sucesso de vendas e atraiu a atenção do público para as baleias.
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As gravações de Roger Payne ajudaram a despertar um interesse renovado pela proteção das baleias e inspiraram uma série de esforços para acabar com a caça comercial desses animais. Em 1982, a Comissão Internacional da Baleia adotou uma moratória global sobre a caça às baleias, que permanece em vigor até os dias de hoje.
Entretanto, a importância das gravações de baleias não se limita à sua influência sobre o movimento pela preservação desses animais. Os sons capturados pelos cientistas também ajudaram a ampliar nosso conhecimento sobre as baleias e sua comunicação, com vocalizações utilizadas, desde chamados de cortejo, até cantos complexos que podem durar horas, sem razão muito bem compreendida.
Além disso, a tecnologia de gravação de som também está sendo usada para estudar como os sons humanos afetam a vida marinha. Os cientistas estão cada vez mais preocupados com o impacto do ruído humano no oceano, que pode perturbar a comunicação e a migração de animais marinhos. As gravações de som são uma ferramenta importante para entender como os animais respondem ao ruído e para encontrar maneiras de mitigar seus efeitos prejudiciais.
Como a Inteligência Artificial vai nos permitir falar com baleias?
Em 1960, cientistas dos Estados Unidos criaram o Projeto SETI – Search for Extraterrestrial Intelligence (Busca por Inteligência Extraterrestre), que visa gravar sons espaciais na tentativa de detectar organismos inteligentes que possam existir e, em caso positivo, decodificar a complexa linguagem de um alienígena. Em 2020, pesquisadores de outras áreas de conhecimento resolveram parar de olhar para as estrelas e buscar se comunicar com seres inteligentes dentro do nosso planeta.
Recentemente, cientistas de diversas universidades e países estão desenvolvendo, em conjunto, o maior projeto de comunicação interespécies da história, por meio de inteligência artificial e que, se funcionar, poderá revolucionar completamente a maneira como enxergamos os animais à nossa volta. A equipe de pesquisa está trabalhando em uma iniciativa chamada “Project CETI” (Cetacean Translation Initiative, ou Iniciativa de Tradução de Cetáceos, em português, um trocadilho com o Projeto SETI) que visa criar um sistema capaz de traduzir a linguagem das baleias para outros idiomas.
A tecnologia pretende, em um primeiro momento, utilizar o aprendizado de máquina para identificar e mapear os sons emitidos por cachalotes (Physeter macrocephalus) e, em seguida, traduzi-los em palavras em tempo real. O sistema também será capaz de responder às baleias em sua própria linguagem, usando sons semelhantes aos que esses organismos usam para se comunicar.
As cachalotes são os maiores cetáceos com dentes do planeta e vivem em regiões de águas profundas dos oceanos, onde caçam em profundidades de até 2.000 metros, em zonas completamente sem luz. Para realizarem essa proeza, se comunicam utilizando uma série de cliques e estalos, usados como um sonar através da chamada ecolocalização (também presente em golfinhos e morcegos), que permite que esses organismos detectem o mundo à sua volta através de ondas sonoras. Esses mesmos sons, quando usados em uma sequência, recebem o nome de coda, e permitem que membros do bando se comuniquem entre si na completa escuridão, em uma linguagem comparada ao Código Morse por especialistas.
(A) A cabeça da cachalote contém o órgão do espermacete (c), uma cavidade preenchida com quase 2.000 litros de líquido semelhante à cera, e o compartimento denominado “junk” (f), composto por uma série de corpos semelhantes a biscoitos que atuam como lentes acústicas. O órgão do espermacete e o junk atuam como dois tubos conectados, formando um chifre cônico dobrado, com cerca de 10 m de comprimento e 0,8 m de abertura em machos grandes e maduros. O som emitido pelos lábios fônicos (i) na frente da cabeça é focado ao viajar pelo chifre dobrado, produzindo uma frente de onda plana na superfície de saída.
(B) Estrutura temporal típica dos cliques de ecolocalização e de coda da cachalote. Os sinais de ecolocalização são produzidos com intervalos inter-cliques consistentes (aproximadamente 0,4 s), enquanto os cliques de coda são organizados em sequências estereotipadas chamadas “codas“, com duração inferior a 2 s. As codas são caracterizadas pelo número diferente de cliques constituintes e pelos intervalos entre eles (chamados intervalos inter-cliques ou ICIs). As codas são normalmente produzidas em trocas de várias partes que podem durar de cerca de 10 s a mais de meia hora. Cada clique, por sua vez, apresenta-se como uma sequência de pulsos igualmente espaçados, com um intervalo entre pulsos (IPI) da ordem de 3-4 ms em uma fêmea adulta, o que é resultado do som refletindo dentro do órgão do espermacete. Ilustração por Alex Boersma via Andreas et al. (2022)
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Cada grupo de cachalote possui sons específicos usados em diferentes situações, de forma semelhante às línguas humanas diferentes usadas por populações distintas. Esses grupos, que podem ter dezenas a milhares de indivíduos, são compostos majoritariamente por fêmeas e seus filhotes e, por meio da comunicação acústica, tomam decisões como a direção que vão seguir, quais alimentos vão buscar, bem como alertam sobre possíveis perigos.
Assim como os golfinhos, sua linguagem é complexa a ponto de cada indivíduo possuir um nome próprio, ou seja, um som que outras cachalotes do bando usarão para chamá-lo e, até mesmo, para falar sobre ele nas suas costas! Essa linguagem complexa, somada ao fato da mecânica da produção do som ser tão diferente da nossa, torna a decodificação de sua linguagem um desafio enorme.
Portanto, para criar um sistema de comunicação com essa espécie, que em um primeiro momento será utilizada como um organismo modelo, os cientistas precisarão de uma equipe multidisciplinar para desenvolver um hardware capaz de coletar e armazenar sons e sinais comportamentais, junto com um software que irá processá-los e analisá-los, criando modelos linguísticos que irão decodificar a linguagem das baleias e correlacioná-la com seus comportamentos.
Esses incluem matrizes de bóias com cabos (b), que rastreiam as baleias em uma grande área em tempo real, transmitindo continuamente seus dados para a costa (g), flutuadores (e) e peixes robóticos (d). As tags (c) anexadas às baleias podem fornecer os dados bioacústicos e comportamentais mais detalhados. Drones aéreos (a) podem ser usados para ajudar na implantação de tags (a1), recuperação (a2) e observação visual das baleias (a3). Os dados multimodais coletados (1) devem ser processados para reconstruir uma rede social de cachalotes. Os dados acústicos brutos (2) devem ser analisados por algoritmos de aprendizado de máquina para detectar (3) e classificar (4) cliques. Algoritmos de separação e identificação de fonte (5) permitiriam a reconstrução de conversas multipartidárias atribuindo diferentes cliques às baleias que os produzem. Ilustração de Alex Boersma – Andreas et al. (2022)
Para confirmar o sucesso do programa, os cientistas pretendem utilizar o playback, ou seja, tocar os sons para as cachalotes. Caso essas baleias respondam aos sons esperados ou se comportem em resposta ao comando ou instrução dada, isso indicaria que sua linguagem foi compreendida.
Para isso, a equipe está desenvolvendo, desde 2020, uma inteligência artificial capaz de traduzir seus codas. Assim como o ChatGPT é capaz de traduzir textos em segundos, a ideia é que, dentro de alguns anos, os sons emitidos pelas baleias sejam instantaneamente passados para a língua da escolha do pesquisador e vice-versa. Até o momento, o programa não realiza traduções, mas consegue identificar diferentes línguas (ou seja, consegue detectar qual população e bando de cachalote produziu o som) com 95% de eficácia, pouco menos que o sistema de detecção de línguas do Google Tradutor.
A maior dificuldade no momento, entretanto, é a falta de dados. Desde 2013, milhares de coletas de sons, juntamente com gravações de comportamentos simultâneos por drones, vêm sendo realizados e, até o momento, cerca de 100.000 codas foram obtidos, que agora precisam ser correlacionados a anos de filmagens de comportamento. O ChatGPT 3, em comparação, possui mais de 100 bilhões de palavras em sua base de dados, cujos sentidos e significados são conhecidos pelo programa. Agora, resta aumentar o banco de dados da linguagem das cachalotes para que, finalmente, possamos conversar na mesma língua.
A equipe espera que o CETI possa ser usado para melhorar a compreensão dos comportamentos e das relações sociais das baleias e ajudar a protegê-las no futuro. Embora ainda haja muito trabalho a ser feito antes que a tecnologia possa ser usada em grande escala, os pesquisadores estão animados com as possibilidades oferecidas pelo programa, sobretudo pela possibilidade futura de expandir o projeto para outras espécies, permitindo uma melhor compreensão e proteção da vida selvagem em todo o mundo.
No passado, ouvir a melodia das baleias sem compreender seu significado gerou uma revolução em todo o mundo, o que possibilitou a proibição da caça às baleias na maioria dos países. O Projeto CETI pode ser a chave para melhorar nossa relação com a natureza e com os animais, pois nossa comunicação com eles pode ser o que falta para dar o respeito e a dignidade que eles merecem.
Bibliografia
‘It always hits me hard’: how a haunting album helped save the whales – The Guardian
Groundbreaking effort launched to decode whale language – NatGeo
Deep Machine Learning Techniques for the Detection and Classification of Sperm Whale Bioacoustics
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