De mondiale populaties wilde dieren zijn de afgelopen vijftig jaar met bijna 70 procent afgenomen. Een nieuw project onderzoekt hoe bio-akoestiek en kunstmatige intelligentie kunnen worden gebruikt om de biodiversiteit te waarborgen.
De dierenwereld maakt veel lawaai. Zangvogels zingen om indruk te maken op het andere geslacht, vleermuizen gebruiken hun ultrasone piepgeluiden om zich tijdens het vliegen te oriënteren, hyena’s ‘lachen’ in tijden van conflict of frustratie.
Maar het wordt steeds rustiger van karakter. Vervuiling, klimaatverandering en ontbossing zorgen ervoor dat de diversiteit aan levende organismen op onze planeet sterk afneemt.
Als we via kunstmatige intelligentie de geluiden van dieren kunnen begrijpen, kunnen en willen we ze dan beter beschermen? Dat is de vraag waar Dan Stowell, universitair hoofddocent AI & biodiversiteit aan Tilburg University, zich de komende jaren met zijn BioacousticAI-onderzoeksproject op gaat richten. Het is een samenwerkingsverband van universiteiten, musea en bedrijven in acht Europese landen.
Bio-akoestiek houdt zich bezig met de productie, overdracht en ontvangst van dierengeluiden. “Er is nog zoveel dat we niet weten over dierengeluiden”, zegt Stowell. “Maar dat er weinig onderzoek naar is gedaan, komt niet door een gebrek aan belangstelling. Dit komt door een kloof in kennis, vaardigheden en communicatie tussen verschillende disciplines.” BioacousticAI wil de kloof overbruggen tussen disciplines en expertise op het gebied van ecologie, biologie, machinaal leren en signaalverwerking samen.
Vogels identificeren
Akoestische monitoring van wilde dieren is niets nieuws. Geluidsopnamen zijn een goedkope, snelle en krachtige manier om veel dieren te monitoren en worden daarom vaak gebruikt. Maar kunstmatige intelligentie kan de schaal en precisie ervan aanzienlijk verbeteren. “Een van de belangrijkste dingen die we willen weten als we de biodiversiteit monitoren is: welke soorten zijn er?” zegt Stowel. “Niet elk dier is goed op de camera te zien, maar we kunnen het wel horen.”
De Britse computerwetenschapper ontwikkelt sinds 2010 algoritmen om vogels te identificeren op basis van hun geluiden. “Ornithologen willen weten of de vogels in het bos dit jaar hetzelfde zijn als vorig jaar. Maar ze missen de middelen om dat te analyseren.” AI-programma’s worden steeds beter in het herkennen van individuele dieren aan hun geluiden.
Eén van de doelstellingen van het project is het ontwikkelen van herkenningsalgoritmen die rechtstreeks op een opnameapparaat kunnen werken. Dan krijg je een nieuwe generatie slimme natuurmicrofoons die de dieren herkennen, maar ook met andere apparaten kunnen communiceren om de locatie van de dieren in te schatten.
Het uiteindelijke doel van Stowells project: automatische, snellere en nauwkeurigere resultaten over de status van populaties wilde dieren. Met deze informatie hoopt Stowell dat overheden en natuurorganisaties responsiever beleid kunnen maken om de biodiversiteit te beschermen.
Communicatie met dieren
Naast biodiversiteit richt het project zich ook op de communicatie en het gedrag van dieren. Met de AI-technieken die de wetenschappers ontwikkelen, kunnen ze dierengeluiden verbinden met de sociale en gedragsmatige ‘structuur’ van het dierenleven.
“Een van de dingen die we kunnen bereiken als we machinaal leren door in dit onderzoek te stoppen is er directer bewijs geleverd van wat dieren communiceren en waarover ze communiceren. Bijvoorbeeld over beslissingen die ze nemen als het gaat om foerageren of verhuizen”, zegt Stowell. “Het is eigenlijk geen vertaling van wat ze zeggen, maar een directe uitleg van wat je hoort.”
Uit eerder soortgelijk onderzoek is bijvoorbeeld gebleken dat Nijlvleermuizen, grote vliegende vossen, elkaar roepen met geluiden die kunnen worden geïnterpreteerd als individuele namen. Dat de pups een dialect leren van de kolonie waarin ze opgroeien, en dat het piepen dat ze maken als ze over eten communiceren anders is dan wanneer ze communiceren over rustplaatsen.
Als we dieren beter begrijpen door dit soort technieken, zou er ook meer steun kunnen zijn voor een beter beheer en bescherming van populaties wilde dieren. Toch waarschuwt Stowell voor antropomorfisme: “De levens van dieren zijn niet hetzelfde als onze levens en je moet niet te menselijk denken over hoe ze dingen doen. Maar door mijn onderzoek naar dierencommunicatie heb ik geleerd dat hun leven ook complex en rijk kan zijn. Dat ze ook sociale relaties met elkaar aangaan. En dat kun je eigenlijk overal horen, als je leert wat er in hun geluiden verborgen zit.”
Lees ook:
Beetje bij beetje ontrafelen we dierengeluiden
Deze zomer werd Hans Slabbekoorn de nieuwe hoogleraar akoestische ecologie en gedrag aan de Universiteit Leiden. ‘We moeten ons veel bewuster worden van wat geluid in de natuur betekent.’
