[Música] en la costa del pacífico canadiense podría hacerse realidad un viejo sueño de la humanidad por primera vez biólogos del comportamiento e informáticos están creando programas para descifrar las señales acústicas de los animales [Música] puede ayudar la inteligencia artificial a reconocer patrones en los sonidos de los mamíferos marinos que entenderemos pronto que dicen las orcas [Música] un grupo de orcas pasa el verano entre la isla de vancouver y alaska [Música] los científicos de la expedición de investigación de 'la se preparan para zarpar la abreviatura inglesa de 'la significa aprendizaje automático aplicado al lenguaje animal el
informático o el mar no está de la universidad de erlangen trabaja desde hace muchos años en el reconocimiento automático de patrones en el habla humana pueden estos métodos adaptarse al lenguaje animal los micrófonos subacuáticos integrados en la manguera son los oídos de la expedición equipos interdisciplinarios de informáticos y biólogos trabajan durante tres veranos para grabar sonidos de cetáceos reiter cheng del instituto leibniz para la investigación de zoología y vida silvestre de berlín busca patrones entre el comportamiento y los cantos de las orcas que puedan ayudar a descifrar su lenguaje hay un presumo que intercambian información
pero quizás es un sistema completamente diferente a nuestros prototipos de lenguaje unas 300 orcas se conocen como residentes del norte porque todos los veranos permanecen en la costa entre canadá y alaska viven en pequeños grupos familiares y son muy comunicativas emplea cada familia un dialecto diferente se lograra comprender el significado de cada uno de los sonidos [Música] los investigadores sumergen en el agua los micrófonos de alta sensibilidad los hidrófonos registran sonidos de hasta una frecuencia de 100 kilos hertz mucho más de lo que el oído humano es capaz de percibir con la red de hidrófonos
y triangulación acústica puede calcularse la posición de las orcas para molestar lo menos posible a los animales con el ruido del motor el trimarán de investigación está equipado con un motor eléctrico bajo el agua la visibilidad suele ser limitada mientras que el sonido se transmite a través de largas distancias un sistema de comunicación con sonidos fuertes tiene grandes ventajas [Música] cambian de dirección con frecuencia y se orientan por ecolocalización es como que yo [Música] desde su comportamiento social se empuja se rozan entre ellas giran y saltan unas contra otras parece que se están poniendo de
acuerdo sobre qué harán a continuación las orcas solo pasan alrededor del 5% del tiempo en la superficie del agua esto hace que sea muy difícil observarlas de forma sistemática el equipo de investigación utiliza drones para documentar el comportamiento de los cetáceos en canadá está prohibido el buceo con orcas los científicos buscan unidades mínimas con significado que orca emite el sonido y cual responder se repiten sonidos la bióloga elisany durand revisa las grabaciones cada canto de orca consta de muchos impulsos cortos que suenan como curvas melódicas al oído humano cualquier diferencia podría ser significativa mientras graban
los cantos de las orcas los investigadores documentan su comportamiento 4 del grupo están dando vueltas por aquí 4 allá atrás con el macho veo una acercándose por el rabillo del ojo luego una madre con su cría así que son al menos 8 10 11 ejemplares cuantos más datos hay más fácil es entrenar los programas de aprendizaje automático para descifrar el lenguaje de los cetáceos por eso es una gran ventaja para la investigación que se hayan recopilado más de 20.000 horas de cantos de orcas más que de ninguna otra especie animal [Música] el investigador de cetáceos
jared towers observa diferentes poblaciones de orcas por pedido del gobierno canadiense ya en la década de 1970 los científicos canadienses comenzaron a registrar cada ejemplar pero también la estructura de los grupos para el asiento 8 está justo debajo del bote jared towers distingue perfectamente unos ejemplares de otros [Música] 108 tiene este rasguño desde hace años bueno ya identificamos a cada miembro de cada grupo en función de su aspecto externo y buscamos características especiales de cada una de las orcas las aletas dorsales y las manchas a su alrededor tienen diferentes formas así puede catalogarse cada una
de las orcas de este grupo las familias mantienen su vínculo de por vida [Música] y observamos que siempre lidera la familia una hembra adulta de los machos padres de las crías no tienen un papel importante en la familia jared towers trabaja para la unidad de investigación de mamíferos marinos del ministerio de pesca y océanos de canadá su ex director john ford fue el primero en describir los diferentes sonidos que emiten las orcas y revolucionó lo que se sabía del sistema de comunicación de las orcas sedentarias [Música] como los encantos de las orcas del plan para
el clan huevos lo emocionante de escuchar bajo el agua es que vemos un aspecto de su vida y solito jon fortt descubrió que las orcas emiten casi 50 sonidos diferentes cada familia tiende a preferir ciertos tipos de sonidos que permiten reconocer a cada grupo sin comprender los detalles se los denominó dialectos pero estas señales estereotípicas para mantenerse en contacto con su grupo jameson gracias a su audición direccional pueden comprobar constantemente la ubicación de cada miembro además de su comportamiento y nivel de excitación las orcas del grupo de las sedentarias visitan las playas de guijarros todos
los días ahora podemos oír cómo se frotan las oímos socializar y revolver las piedras frotan todas las partes de su cuerpo contra el fondo poco profundo de la playa solo algunos grupos de orcas de todo el mundo siguen esta práctica no es algo programado genéticamente sino que se transmite dentro de las familias de las orcas sedentarias al igual que su lenguaje [Música] volvemos al trimarán de investigación germano-canadiense es un desafío encontrar familias de la población de sólo 300 ejemplares de orcas sedentarias que se distribuyen en un área del tamaño de bélgica la expedición se desplaza
desde la isla de vancouver a lo largo de varios archipiélagos en alta mar hasta el extremo sur de alaska las gaviotas indican dónde podría haber cardumen este salmón y allí suelen ir a cazar también las órdenes en los micrófonos subacuáticos se oyen los cantos del clan el equipo intenta determinar la posición de las orcas en base al tiempo que tardan en captar los los 8 hidrófonos los científicos comparan estos sonidos con los del catálogo creado por john ford pero encuentran inexactitudes los cantos de la clase n9 son utilizados por diferentes familias de cetáceos supuestamente todos
los cantos de una misma clase son casi iguales sin embargo difieren en duración melodía y armonías hasta ahora el análisis humano solo ha logrado hacer una clasificación aproximada lo que estoy seguro de que con los espectogramas podremos competir con los resultados clasificados por personas no se acercan dos familias de orcas que son y dos intercambian destacó [Música] ahí está ese canto bien voy a grabar después de oír el canto el grupo de atrás sale a la superficie y luego el grupo de delante se da la vuelta [Música] los científicos están interesados en saber qué grupo
llama cuál responde y qué sonidos utilizan para hacerlo [Música] solo que admiren y 4 se acerca al barco se escuchan muchos cantos ese es un canto del n 23 del clan hay mucha variación que interesante allí está la familia a 23 con los cantos son muy diferentes así distinguimos las diferentes familias cuando tengamos suficientes sonidos juegos introducir en el algoritmo los programadores quieren analizar automáticamente millones de cantos de orcas para comparar patrones recurrentes de sonido con patrones recurrentes de comportamiento así se descifra el significado de palabras sueltas en el caso de un idioma extranjero para
el mar no et y su equipo de informáticos es un problema filtrar automáticamente los débiles cantos de las orcas del murmullo del mar que cambia continuamente para lograrlo entrenan redes neuronales comparando miles de cantos de orca de entrada con un valor objetivo de salida las capas intermedias de la red neuronal van aprendiendo cuáles son las características típicas de los cantos de las hojas y cuáles son las del rumor del mar [Música] con las aristas color rosa indican una alta probabilidad de haber encontrado un sonido cetáceo es la primera vez que se entrena una máquina para
detectar automáticamente cantos de horca [Música] es particularmente difícil identificar los cantos de un grupo de sonidos similares [Música] al comparar decenas de miles de grabaciones todos los cantos se clasifican según su similitud pero el cluster es demasiado impreciso aún para definir las clases de cantos se requiere más programación el equipo de la expedición supone que las orcas sedentarias tienen un lenguaje complejo y que quizás son capaces de procesar patrones de sonido más detallados que los humanos pero que se sabe sobre la capacidad acústica de su cerebro telegraph co en la isla de vancouver el mar
no del iii reich el chengue tienen una cita aquí sólo unos pocos investigadores en todo el mundo se ocupan del cerebro de ballenas y delfines la neurocientífica lori marino es una de ellos aquí está el cerebro de la horca este es un cráneo de orca aquí arriba está la región que usan en la ecolocalización y en esta gran parte de aquí está el cerebro me llamó humanos y cetáceos comparten en general la estructura cerebral de los mamíferos ambas cortezas cerebrales tienen pliegues y son complejas el cerebro de la orca es una de las máquinas pensantes
más grandes que ha producido la evolución a diferencia de los humanos la orca tiene un lóbulo para límbico lo que indica un procesamiento complejo de los sentimientos y la percepción esta zona el lóbulo para límbico adicional me parece lo más fascinante y conecta pensamientos y sentimientos en estos procesos cerebrales parecen ser tan complejos en las orcas que poseen una área separada para estos significa eso que gran parte de su comunicación tiene que ver con las emociones comunicar sus sentimientos es muy importante para las orcas auto en los cetáceos las vías neuronales auditivas conducen a un
área mucho más grande que la de los humanos el equipo de lori marino descubrió que las orcas tienen un segundo sistema auditivo ahora sabemos que también procesan señales auditivas donde nosotros procesamos el lenguaje según esto deberíamos tal vez hacer análisis mucho más detallados no sólo necesitamos una buena resolución sino también llegar a hacer análisis a un nivel mucho más complejo de lo que nos permite nuestro cerebro los nuevos métodos de escaneo cerebral muestran que las orcas tienen un sistema auditivo mucho más complejo de lo que se pensaba podría suceder lo mismo con otros mamíferos marinos
que también utilizan el sonido para comunicarse y orientarse en el caso de las ballenas jorobadas y los delfines esto aún no se ha investigado en detalle algo particular de las orcas sedentarias es que en algún momento dejaron de cazar focas u otros mamíferos marinos como lo hacen otros grupos de orcas hoy se alimentan casi exclusivamente del salmón canadiense más grande el salmón chinook sin embargo las poblaciones de estos peces han disminuido rápidamente desde finales de la década de 1990 aunque se las denomina sedentarias estas orcas tienen que recorrer distancias cada vez más largas para encontrar
reservas de chinook y a pesar de que la cantidad de pesca permitida se ha reducido enormemente la población de salmón sigue disminuyendo [Música] jared towers de la unidad de investigación de mamíferos marinos de canadá vigila para el ministerio de pesca que se cumpla la prohibición de pesca sin tener cuando no hay abundancia de salmón chinook las orcas no tienen suficiente comida y su población disminuye un poco las orcas sedentarias se consideran en peligro de extinción cuando hay pocos chinook no buscan otras especies de peces no han encontrado otra forma de alimentarse si no hay suficiente
salmón no empiezan de pronto a cazar focas la gran demanda humana de salmón ha diezmado sus existencias a niveles extremadamente bajos [Música] solo las ruinas de la industria pesquera que estuvo en auge hasta el cambio de milenio recuerdan aún las abundantes poblaciones de peces el salmón salvaje canadiense era muy demandado en todo el mundo la conservación de las orcas sedentarias está estrechamente ligada a las existencias de salmón chinook plans verdad lenard es genetista y ecólogo del comportamiento en el acuario de vancouver todos los veranos visita a las orcas sedentarias para documentar su estado de salud
a largo plazo ha cambiado la forma de su cuerpo respecto del año anterior para poder comparar las imágenes el dron permanece exactamente 30 metros por encima de los animales la cría del grupo tiene casi un año todavía bebe leche de su madre su manejo con las presas muestra cuán sociales son las orcas y cat son una especie muy sociable comparten la comida casi compulsivamente rosso si una atrapa un pez se come la mitad y deja al resto para otra está muerde la presa y se la pasa a la siguiente a veces las orcas adultas les
dejan el salmón vivo a las jóvenes que así aprenden jugando a matar a sus presas de regreso en el acuario de vancouver los científicos comparan las imágenes de diferentes años un indicador del estado de salud es la mancha blanca sobre los ojos si no hay suficientes reservas de grasa en el área del cuello el ángulo de las manchas sobre los ojos cambia en comparación con el año anterior puede observarse una pérdida de peso que puede poner su vida en peligro debido a la disminución de las poblaciones naturales la industria pesquera práctica la acuicultura en las
regiones donde queda salmón salvaje las redes protegen los salmones de las orcas y otros depredadores empresas noruegas introdujeron el salmón de cultivo del atlántico con este llegaron a enfermedades virales que antes no existían en el noroeste del pacífico en un espacio reducido se cría la mayor cantidad de salmón posible se trata de obtener el máximo rendimiento como resultado las heces y los gérmenes llegan a las aguas abiertas existe una gran preocupación porque un virus infecta al salmón chinook salvaje si la disponibilidad de alimentos de la población de orcas sedentarias continúa disminuyendo su supervivencia también se
verá seriamente amenazada [Música] la experta en cetáceos alexandra morton investiga las nuevas enfermedades del salmón visita el trimarán de investigación para compartir las conclusiones de su análisis [Música] actuación traje los resultados de la investigación sobre virus donde lo encontramos y por qué las granjas de salmón son un problema tan grande para el salmón salvaje y las orcas principalmente por su ubicación usamos pruebas moleculares para aislar la secuencia genética del virus los salmones absorben el virus a través de sus branquias luego los agentes patógenos se diseminan por todo el cuerpo a través del sistema sanguíneo y
causan una falla orgánica alexandra morton comenzó a sospechar cuando vio que las orcas permanecían alejadas al instalarse las granjas de salmón cerca de las piscifactorías toma muestras que luego se analizan en laboratorios especiales examina los órganos tanto del salmón salvaje como del salmón de cultivo sus resultados el 95% de los peces de cultivo que diseccionó están enfermos y una gran proporción del salmón salvaje también está infectado por el agua contaminada los agentes patógenos escapan de las piscifactorías con la corriente de las mareas y se propagan en las regiones por donde migran los salmones salvajes jóvenes
200 kilómetros más al norte la familia a 42 busca presas cerca de las costas la expedición ha llegado a los fiordos del freezer chanel que fue famoso por sus abundantes caladeros las orcas cazan de día y de noche no necesitan luz para orientarse [Música] la bióloga flor en sullivan compara las primeras grabaciones según los tipos de canto y el comportamiento documentado le interesa ver si las orcas emiten ciertos sonidos en contextos sociales o más bien cuando cazan todas las grabaciones se analizarán posteriormente en alemania con la ayuda de programas de aprendizaje automático en su búsqueda
de alimento las orcas sedentarias recorren a menudo de 80 a 120 kilómetros por día a lo largo de rutas de caza transmitidas durante generaciones con un reconocimiento de aletas automático similar al reconocimiento facial se trata de acelerar la identificación de cada individuo y de examinar mejor la estructura de los grupos en esto trabaja en el programador manuel smith y el biólogo james field la posibilidad de identificar a los cetáceos por sus aletas y dialectos se aplicó hace casi 20 años en el caso de la cría huérfana a 73 springer [Música] cuando springer tenía dos años
su madre murió la cría se separó del resto de su familia probablemente durante las tormentas primaverales se encontró al vallenato sólo 500 millas más al sur cerca de seattle por su canto los científicos reconocen que debe provenir de una familia de orcas sedentarias y lograron reunir a springer con su familia así pues ya hace 20 años que los investigadores logran identificar los dialectos de cada familia sin embargo comprender el lenguaje cetáceo es algo muy distinto los diferentes sistemas de canto de las familias cambian poco a lo largo de las generaciones springer tiene ahora dos crías
spirit y storm de siete y tres años las orcas pasan la mayor parte de su vida con sus madres son amamantadas durante los dos primeros años en los ocho siguientes aprenden lo necesario para sobrevivir otra familia de orcas se ha unido a la familia de springer juntas buscan salmón en la zona costera [Música] su estrategia de caza varía según el entorno y constituye un bagaje que al igual que su sistema de comunicación se transmite de generación en generación el comportamiento del grupo durante la casa parece estar coordinado los cetáceos intercambian numerosas llamadas [Música] las orcas
aún encuentran suficiente comida porque pasan cada vez más tiempo cazando para la cría es una de las muchas lecciones de caza del salmón y para los científicos una rica fuente de datos [Música] la influencia humana en el hábitat de la orca es enorme el ruido constante oculta los cantos de las orcas los ruidos no asustan a los cetáceos pero el creciente volumen interfiere en su comunicación y perjudica a la casa de las orcas muy sensibles a nivel auditivo john ford también investiga los efectos del ruido de los barcos en los mamíferos marinos podemos oír sus
cantos hasta a 10 km el ruido provocado por las personas en el mar del mundo se duplica cada diez años preocupa el ruido de las embarcaciones y el impacto que puede tener en la ecolocalización de los cetáceos la visión de los urcas bajo el agua es muy limitada porque el agua es turbia especialmente por la noche por lo general no pueden ver más de la longitud de una orca un máximo de 10 metros y reina la calma las orcas pueden detectar un salmón chinook por el sonido a unos 200 metros el ruido de los barcos
podría reducir significativamente este alcance al igual que los murciélagos las orcas se escanean su entorno mediante chasquidos y sueco el ruido de los barcos cubre los secos para evitar hacer ruido el trimarán de expedición está propulsado por un motor eléctrico especialmente silencioso en eso aparece un canto del en cuatro el ruido lo cubre el ruido de motor y aquí hay un canto de horca aquí está grabado un canto con el ruido de nuestro motor [Música] se notan los armónicos es mucho más claro pero sigue siendo un ruido eléctrico de unos 10 kilos reales sería un
vistazo al motor sí aunque los motores eléctricos son mucho más silenciosos hay pequeñas señales de interferencia rachel cheng examina el ruido y comprueba el cable del control está mejor ahora mucho mejor el sonido de los motores eléctricos es poco común en el océano quizá por eso la embarcación despierta la curiosidad de las orcas el barco se detiene para mantener la distancia prescrita de 100 metros las orcas curiosas deciden ir a inspeccionar el barco y la tripulación los científicos se preguntan si las orcas podrían tener variaciones de sonidos para diferentes barcos en cualquier caso la curiosidad
es grande por ambas partes las orcas son criaturas muy sociables y amigables les encanta rozarse entre sí [Música] estos son los grupos a 23 a 25 y se mueven de costado con la aleta en la superficie del agua junto con los demás sus saltos también forman parte de su comunicación o solo son un juego [Música] todavía se sabe poco de gran parte de su comportamiento entre otros motivos porque las orcas rara vez se encuentran cerca de la superficie del agua donde los humanos pueden observarlas de repente aparece a lo lejos otro grupo de orcas la
bióloga marina el isan durand busca una vista panorámica en qué dirección debo ir mantengamos el grupo estribor es un tipo de gorka completamente diferente hay cuatro orcas migratorias junto a la isla a diferencia de las orcas sedentarias las migratorias no se alimentan de salmones sino que cazan otros mamíferos marinos las oyes no pero parecen estar cazando h a diferencia de las orcas sedentarias las migratorias cazan casi en silencio esto se debe a que los delfines las focas y las ballenas sus presas naturales tienen muy buen oído los mamíferos marinos saben exactamente cuando están en peligro
[Música] las orcas migratorias buscan presas incluso sobre las rocas fuera del agua y parecen haberlas encontrado y ahora emiten sonidos la sangre en la superficie del agua revela el resultado las orcas migratorias ahora celebran su captura e intercambian abundantes cantos y usted sus sonidos son muy diferentes a los de las orcas sedentarias reconocerá en algoritmos la diferencia los territorios de las casi 500 orcas migratorias y las 300 orcas sedentarias se superponen en amplias partes sin embargo sus cantos son tan distintos como dos idiomas diferentes los delfines y otros mamíferos marinos notan la diferencia huyen de
las migratorias y en cambio se acercan resueltamente a las sedentarias tan pronto como las oyen para cazar y jugar con ellas en el barco el mar no es y christian berger trabajan en la clasificación automática de campos hoy es a las orcas el sistema reconoce sus señales siempre se comparan bloques de dos segundos vemos claramente que cada canto de una orca se registra bien lo confiable que funciona el algoritmo es muy preciso la detección automática de cantos funciona ahora la cuestión es determinar qué grupos de canto se corresponden con otros grupos en el lenguaje humano
estas secuencias de sonidos pueden corresponder a enunciados sencillos las orcas sedentarias forman 32 familias que utilizan diferentes sistemas de canto y aún así son capaces de comunicarse entre sí en sus encuentros un grupo se acerca al otro se produce un intercambio de llamadas entre ambos se anuncian como en una ceremonia de bienvenida [Música] [Música] siguen diciendo estoy aquí aunque están muy cerca no ya no es el mismo canto antes era sólo uno una y otra vez ahora combinan muchos diferentes las grandes reuniones familiares eran más habituales antes cuando abundaban los salmones y las orcas tenían
que cazar menos cuando se encuentran sus sonidos son más melódicos más largos y diría que más complejos de lo habitual siguen intercambiando llamadas y la reunión poco a poco llega a su fin estos sonidos podrían significar tal vez que estén bien sin embargo para hacer una interpretación fiable deben compararse muchas situaciones similares entre la isla de vancouver y el continente se extiende en bancos de niebla cada vez más espesos hacia el final del verano encontrar a estos cetáceos en la niebla se convierte en un desafío solo es posible por medio de posicionamiento acústico con los
hidrófonos el sonido de los cantos de las orcas viaja hasta 10 kilómetros y hay silencio [Música] el mar no comprueba la ubicación propuesta a las 12 a 200 o 300 metros hoy llegamos a la luna una dos tres cuatro la localización también es importante para poder interpretar los cantos slide hay dos o tres aquí y dos o tres allá y siempre el canto que escuchamos ahora probablemente uno dice estoy aquí y las demás identifican a esta fred más tarde agruparemos sus cantos con suerte las secuencias mostrarán cuál es la señal y cuál es la respuesta
la última de las tres expediciones llega a su fin y se lleva los datos de 20 semanas de investigación de campo el instituto de reconocimiento de patrones de la universidad de erlangen nürnberg unos meses después beijing tiene una cita con el equipo de programación manu smith ha comparado automáticamente un millón de cantos de olores o rachel qué bueno que estés aquí los resultados del análisis de grupo se ven mejor que antes como son cantos de n 3 pero también hay 1 de 9 que se ve completamente diferente el programa aún debe aprender más los ruidos
de fondo obstaculizan la clasificación automática de diferentes cantos un filtro de ruido programado recientemente aumenta la precisión el nuevo análisis de los grupos están mucho mejor hay pequeñas diferencias hay algunos efectos aún hay pequeños errores pero al comparar automáticamente millones de cantos son menos importantes [Música] creo que podemos comenzar a comparar más grabaciones también podemos utilizar estas secuencias para encontrar patrones lingüísticos como estructuras semánticas en donde esto podría interpretarse como una llamada seguida de una respuesta y luego otra llamada los nuevos resultados de agrupación son mejores de lo esperado ahora la tarea de rachel' cheng
es vincular de nuevos patrones de sonido recurrentes con un comportamiento determinado compara los nuevos clústeres con los catálogos de cantos existentes aparecen correspondencias que parecen razonables en unos meses los algoritmos aprendieron a diferenciar los cantos de cada familia de orcas algo que los investigadores normalmente solo logran con años de entrenamiento [Música] de este modo en el futuro será posible reconocer automáticamente que familia llama y seguir los diálogos de diferentes familias el siguiente paso en la comparación de millones de secuencias sonoras es preguntarse cuáles suelen aparecer con comportamientos similares si se decodificar a el lenguaje humano
los candidatos más significativos serían palabras como sentarse y silla mesa y plato los programas de aprendizaje profundo aún no funcionan de manera completamente independiente del control humano de lo contrario se multiplicarían los errores de asignación aparecen las primeras coincidencias se utilizaron las mismas secuencias acústicas en un contexto similar pero hay excepciones las comparaciones realizadas hasta ahora no permiten extraer conclusiones definitivas en esas secuencias recurrentes indican un contexto de comportamientos sociables la segunda vez coincidía por eso lo esperábamos también la tercera vez pero no fue así podría tener diferentes motivos aún no tenemos suficientes datos para
responder a eso el equipo de investigación germano canadiense aún no puede elaborar un diccionario del lenguaje de estos cetáceos pero ya tiene las primeras herramientas para poder comparar entre sí los cantos de las orcas de forma más detallada y sistemática que nunca y cuantas más grabaciones de cantos de horca tenga para entrenar las máquinas de aprendizaje profundo más rápido podrá reconocer patrones de lenguaje cada vez más detallados durante mucho tiempo los seres humanos hemos estado demasiado limitados para comprender de qué hablan los animales sin embargo con la ayuda de la inteligencia artificial hemos abierto una
nueva puerta para comprender cómo se comunican [Música]
