人工智能揭示了简单鸟鸣的复杂性

听听雄性斑胸草雀的歌声：

科学家认为 大多数雄性鸣禽已经进化到可以唱各种歌曲来展示它们的健康。 根据这个理论，身体健康的鸣禽将有更多的时间和精力来练习他们的发声技巧，并以其多样化的发声曲目吸引雌性。

使用机器学习的新研究表明，鸟类可能会坚持一个音符，但它们唱歌的方式会产生很大的差异。 周三发表在《自然》杂志上这项研究揭示了单个斑马歌曲的复杂性，以及雌性鸣禽在潜在配偶看来“简单”的歌曲中可能听到的内容。

当研究人员分析鸟类的声音时，他们通常不会听它们，而是查看声谱图，即声音文件的可视化。

“所以我把人类所做的就是查看这些音频文件的图像。我们可以使用机器学习和深度学习来做到这一点吗？”这项新研究的主要作者、加州大学圣保罗分校的博士后研究员 Daniel Allam 说。弗朗西斯科.

阿拉姆与德克萨斯大学西南医学中心副教授托德·罗伯茨和另一位同事合作，利用机器学习分析了数十万首斑胸草雀的歌曲，看看它们之间有何不同，以及哪些差异最具吸引力到雌性鸣禽。 。

研究人员发现了一个似乎吸引女性注意力的指标：歌曲中音节的普遍程度。 女性似乎更喜欢片段之间较长的“路径”。 这不是人类通过听歌曲或查看频谱图就能轻易弄清楚的事情，但根据这些算法映射剪辑的方式，研究人员能够以一种新的方式看到它。

为了验证他们的假设，研究人员将结果返回给鸟类。

他们生成了人工鸟鸣声，以观察雌性是否更喜欢那些路径较长的鸟类，结果确实如此，这表明鸟类的目标受众与研究人员的计算机遵循相同的模式。

听听，看看您是否能区分雀类的人工歌曲和音节：

研究人员说，阿拉姆和他的同事还发现，与矮小的鸟类相比，较小的鸟类很难学习长距离的鸣叫模式，这表明更健康的鸟类能够更好地学习它们。

简单鸟鸣的隐藏秘密

该研究的结果与其他物种的研究结果一致：歌曲越复杂或困难，对雌鸟的吸引力就越大。

“动物交流中的许多信号都是某些基本特征的诚实信号，”范德比尔特大学研究员凯特·斯奈德（K​​ate Snyder）说，她没有参与这篇新论文。

例如，她说，如果你观察孔雀，你会发现尾巴更长、更漂亮的雄鸟更能吸引配偶。 维持这样的尾巴对于鸟类来说是昂贵的 – 因此它必须善于寻找食物并在其环境中生存，才能有时间致力于保持尾巴美丽。

“学习需要大量的时间、精力和大脑空间，”斯奈德说。 只有最健康的雄鸟才会有时间和精力投入学习唱歌。

直到现在，在麻雀中，这种行为还很难被发现。

“我们认为这首单曲曲目可能是一个简单的行为，”罗伯茨说。 “但我们看到的是，它可能比我们之前想象的更复杂。”