Язык животных и их коммуникация
Некоторые животные разговаривают, то есть производят звуковые сигналы, по разным причинам, которые связаны с их биологией и социальным взаимодействием. Важно отметить, что разговорная способность животных значительно отличается от способности человека к языку.
Разнообразие звуков животных
Хотя некоторые животные могут производить сложные звуковые сигналы и даже обучаться определенным словам или командам, их способность к языку ограничена и обусловлена их генетикой и поведением.
Примеры из мира животных:
- Горбыли – самое громкое существо на планете, они издают звуки, похожие на пулеметную очередь, чтобы привлечь себе пару.
- Дельфины и зубастые киты используют эхолокацию для общения, охоты и социального взаимодействия.
Исследования и технологии
Зубастые киты и использование звука
Исследователи установили, что зубастые киты используют аналог штробаса для эхолокации. Этот голосовой регистр приоткрывает связки на очень короткое время, поэтому требует минимального количества воздуха.
Умение китов использовать разные голосовые регистры:
- Высокий регистр – эмоциональное общение.
- Средний регистр – социализация.
- Низкий регистр (штробас) – эхолокация и охота.
Исследования в области коммуникации животных позволяют лучше понять их поведение и взаимодействие. С каждым новым открытием мы все больше приближаемся к пониманию разнообразия живых существ в мире, в котором мы живем.
Расшифровка языка животных: новейшие исследования
Крики косатки, дельфинов, и других морских млекопитающих представляют интерес для ученых, исследующих их голосовые регистры. Основное внимание уделяется различным аспектам их коммуникации и социального поведения.
Голосовые регистры косатки и дельфинов
Косатки и дельфины проявляют разные голосовые регистры во время общения. Некоторые звуки, такие как щелчки эхолокации и свисты, могут быть выделены в отдельные регистры М0, М1 и М2 соответственно.
Исследования голосовых характеристик
Исследователи обнаружили, что косатки используют экономичный режим штробаса для поиска добычи, в то время как другие голосовые регистры используются для социального взаимодействия.
Роль голосовых регистров в общении
На глубине более 100 м, киты схлопываются, чтобы избежать компрессионной болезни, задействуя носовые хода для производства звуков. Важно отметить, что эти звуки и голосовые регистры имеют специфическое назначение в поведении и общении морских млекопитающих.
Расшифровка языка животных
Калифорнийская организация Earth Species Project (ESP) с миссией расшифровки языка животных использует специальные датчики для сбора данных о поведении и звуках животных. Исследователи стараются понять контекст и связь между звуками и действиями животных.
Прорыв в исследованиях
ESP сосредоточилась на морских млекопитающих, таких как дельфины и киты, изучая их акустическое общение. Они ожидают первые значительные результаты в расшифровке записей разговоров животных через три года после начала исследований.
Взаимодействие между людьми и животными: взгляд биолога
Кандидат биологических наук Дмитрий Берлов уверен, что пока до создания универсального переводчика с языка животных и обратно очень далеко. Разработки будут вестись видоспецифично, то есть с подбором подходящей технологии под определенный вид.
Обучение языкам обезьян
Примером ученый приводит попытки обучения обезьян языкам. Первые из них были безуспешны, так как некоторые приматы для коммуникации используют не голос, а жесты. Голосовой аппарат шимпанзе, к примеру, плохо подходит для членораздельной речи.
Успешный подход к обучению
Когда исследователи переключились на язык жестов и идеографические языки, то прогресс был куда значительнее. Дмитрий Берлов отмечает, что запись вокализации, хоть и интересный подход, может быть непродуктивным. Например, звук, выражающий угрозу, может вызвать различные реакции у разных животных.
Эмоциональное состояние животных
Специалист по высшей нервной деятельности человека и животных, кандидат биологических наук, подчеркивает, что выделение сигналов, отражающих внутренние эмоциональные состояния, позволяет лучше понимать реакцию домашнего животного на поведение человека.
Цель: установление связи
Идея налаживания двустороннего взаимодействия между людьми и животными вызывает много этических споров. Писательница и профессор Карен Баккер высказывает опасения относительно желания животных разговаривать с людьми. Дмитрий Берлов также поддерживает важность желания обеих сторон для успешной коммуникации.
Вывод
Желание установления двусторонней связи между человеком и животным важно для успешного взаимодействия. Несмотря на сложности и непредсказуемость, понимание эмоционального состояния и языка животных помогает при общении.
Звук и чувства: влияние звука на болевые ощущения
Мы можем представить, что переживают другие живые существа, логически или воображении, но не можем напрямую этого прочувствовать. Летучая мышь, например, не только не чувствует чего-то доступного человеку, но и ощущает что-то, что недоступно нам, благодаря ультразвуковой эхолокации.
Возможность контакта с животными: язык и поведение
Более радикальная точка зрения заключается в том, что язык и речь — это лишь опция, которая появляется при достаточно высоком уровне развития психики. Наш язык тесно связан с используемыми психическими категориями — объектами, их характеристиками, действиями с ними.
Эти категории появляются в результате психических процессов восприятия и мышления: если мы что-то чувствуем, то можем об этом рассказать. На практике нет критериев, которые позволили бы узнать, что переживают, если вообще переживают, животные.
Сеанс лечения звуком
Российский врач Мария Филатова решила, что звук – отличное оружие против боли. Она разработала прибор, который за несколько минут снимает мышечный спазм.
Берем устройство, включаем и прикладываем к той группе мышц, которая нас интересует. Устройство создает низкочастотные виброакустические колебания. Они воспринимаются человеком как мягкие и приятные, но глубокие, – говорит врач – акушер-гинеколог, основатель проекта по созданию виброакустического стимулятора.
Так выглядит сеанс лечения звуком: аппарат воздействует на источник боли акустической волной, которая проникает в ткани и блокирует передачу болевых импульсов в головной и спинной мозг.
Bолит меньше практически сразу на первой минуте, и спазмолитический эффект в среднем начинает работать примерно через 10 минут. Можем приложить к мышцам шеи, спины, ног, – отметила Мария Филатова.
Как видеокамера снимает изображение с помощью звуков
Видеокамера без объектива – устройство, которое работает благодаря отражению звуковых сигналов. Ее создал мексиканец Диего Трухильо Писанти. Техника не снимает изображение, а реконструирует его по эхолокации.
Примерно так же ориентируются в пространстве летучие мыши. Bместо объектива у камеры – рупор. Сначала он отправляет во внешний мир звук определенной частоты, а затем улавливает отраженную разными предметами акустическую волну. После этого данные об эхе анализирует нейросеть, которую я обучал с помощью видеороликов. Она генерирует художественные изображения с учетом геолокации объекта и погоды, – объяснил создатель акустической фотокамеры.
Правда, съемка слепой камерой пока больше напоминает картины импрессионистов. До кадров высокой четкости нейросети еще далеко.
Ученые выяснили, как поют горбатые киты
В образовании поющих звуков у китов участвует гортань, голосовые связки и черпаловидные хрящи. Механизм похож на тот, что используют другие млекопитающие, но китам пришлось приспособить его для подводных условий
Читать в полной версии
Ваш браузер не поддерживает вставку видео
Усатые киты, чтобы издавать звуки, похожие на пение, используют гортань и голосовой аппарат, анатомически модифицированный для обеспечения возможности вокализации под водой, выяснили ученые-биологи. Об исследовании сообщает NDTV.
«Чтобы общаться и находить друг друга в мутных и темных водах океана, усатые киты критически зависят от воспроизведения звука. Например, самки горбатых китов (входят в отряд усатых. — РБК) и их детеныши общаются друг с другом голосом, а самцы горбатых поют, чтобы привлечь самок», — сказал биолог из Университета Южной Дании Коэн Элеманс, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature.
Исследователи проводили лабораторные эксперименты с гортанью нескольких видов мертвых китов, выброшенных на пляжи Дании и Шотландии. Они также разработали 3D-компьютерную модель гортани кита, чтобы имитировать влияние мышечных сокращений на звук.
Ученые установили, что у китов в образовании звука играют большую роль не только голосовые связки, но и черпаловидные хрящи (они удерживают голосовые связки). Эти хрящи образуют своеобразное кольцо, которое может давить на гортанную подушку. Когда кит выдыхает, эта подушка вибрирует от воздушного потока волнообразными движениями, издавая звуки.
Биолог из Венского университета Текумсе Фитч отметил, что этот механизм сходен с тем, который работает у других млекопитающих, в том числе человека. При этом, сказал Элеманс, в ходе эволюции киты смогли приспособить его для применения под водой: произошла адаптация «для вдыхания и выдыхания огромных объемов воздуха во время взрывного поверхностного дыхания, предотвращения удушья и утопления, а также сохранения воздуха во время вокализации под водой».
Как распознать ложь с помощью звука
Уже сейчас звук может поймать за руку обманщика. Этот компьютер по звуку способен определять ложь. В Москве разработали программу, которая работает как полиграф, только анализирует не пульс и давление, а вибрации человеческого голоса. Сначала искусственный интеллект задает контрольные вопросы, ответы на которые легко проверить – например, о погоде. Так программа понимает, как именно звучит правда, и создает соответствующий шаблон. Затем система сравнивает с этим шаблоном ответы на более сложные вопросы.
"Когда человек лжет, изменяется его тембр, громкость, и мы имеем возможность все это оцифровать и провести математический анализ. Важные параметры, которые мы фиксируем, это скорость ответа. Если человек отвечает с задержкой, то это говорит о какой-то эмоциональной реакции на вопрос. Если он отвечает громче, чем обычно, то же самое", – пояснил кандидат психологических наук, разработчик психотехнологии голосовой детекции лжи Максим Конобеевский.
В будущем ловить людей на вранье будут роботы. Сейчас разработчики работают над тем, чтобы внедрить алгоритм в антропоморфные машины.
Попугаи
Попугаи, особенно некоторые виды ара, могут разговаривать благодаря их особому голосовому аппарату и способности к имитации звуков. Вот несколько причин, почему попугаи могут разговаривать:
Важно отметить, что способность попугаев к разговору различается в зависимости от их индивидуальных способностей, окружения и тренировки.
Как пение китов создает изображения
Синий кит – самое крупное млекопитающее в мире. И он не просто поет, а посылает во все стороны акустические сигналы. Так киты общаются между собой и ориентируются в воде. По частоте эти звуки настолько низкие, что доходят до дна океана и проникают сквозь толщу земной коры на пять километров, а затем еще и отражаются от осадочных пород. Американские геологи научились улавливать и анализировать сигналы китов.
"Традиционные методы визуализации земной коры слишком дороги и сложны, ведь для работ нужны пневматические пушки. Мы использовали 54 сейсмографа, которые улавливали отраженные в земной коре сигналы пения китов. Благодаря тому, что слои с разными породами по-разному влияют на движение акустических волн, мы реконструировали структуру литосферы и составили карту слоев осадочных пород и базальта", – рассказал профессор Университета штата Орегон Вацлав Куна.
Только карту земной коры ученым еще придется дополнять. Одного пения китов сейсмографам не хватило, чтобы получить детальное изображение.
Киты-гринланды и белухи из семейства дельфинов могут имитировать звуки человеческой речи. Они обладают развитым мелоном (органом, используемым для издания звуков) и могут создавать звуки, которые напоминают человеческие слова или фразы. Однако их способность к формированию смысловых высказываний на человеческом языке ограничена.
Важно отметить, что способность животных к воспроизведению человеческих слов ограничена и часто ограничивается имитацией звуков без понимания их значения. Человеческий язык обладает уникальными особенностями и сложностью, которые не могут быть полностью воспроизведены животными.
Вороны
Да, вороны могут быть обучены некоторым формам голосовой коммуникации. Они обладают развитым интеллектом и умными птицами, способными к обучению. Несколько исследований показали, что вороны могут изучать и воспроизводить простые звуки и слова.
Например, исследователи из Университета Оксфорда обучили ворону по имени Найджел произносить слово "хай" (hi) с помощью пищания, после чего ворона начала воспроизводить это слово при виде человека. Это демонстрирует, что вороны могут связывать звук с определенной ситуацией и использовать его для коммуникации.
Однако стоит отметить, что навык разговора у ворон будет ограничен в сравнении с попугаями или другими птицами, специализированными на разговоре. Их голосовые аппараты не так развиты, и они могут ограничиваться воспроизведением простых звуков или коротких фраз.
Таким образом, хотя ворону можно обучить некоторым формам голосовой коммуникации, их способности в этом отношении ограничены по сравнению с некоторыми другими видами птиц.
Докричаться до Луны
Получается, звук позволяет получать изображение, исследовать осадочные породы и даже лечить людей, но все это только на Земле. Ведь в космосе никакого звука нет. Акустические волны просто не распространяются в вакууме. Чтобы доказать это, британец Омар Гэд даже провел эксперимент: он предложил людям докричаться до космоса. Для этого инженер записал голосовые послания за Земле и установил на стратостат динамик, который транслировал их на полной громкости. Чем выше поднимался воздушный шар, тем тише становился звук из динамика. Стратосфера его поглощала. Правда, до расстояния, когда могла воцариться абсолютная тишина, аппарат так и не долетел. Он лопнул в 30 километрах от Земли.
Поэтому финские ученые считают, что британец ошибся, и в космосе тоже можно слышать. Главное – создать для этого подходящие условия. В Университете Йювясклюля разработали акустический коридор, который позволяет передавать звуковые волны в вакууме.
"Для создания туннеля мы использовали пьезодатчики. Они могут превращать звук в электрическое напряжение и наоборот. Мы разместили пьезоэлементы в специальной установке друг напротив друга и разделили их зазором, размер которого был меньше, чем длина волны передаваемого сигнала. В результате звук в вакууме как бы перепрыгивал от одного элемента к другому и сохранял свою силу", – говорит профессор физики Университета Йювясклюля Илари Маасилта.
Правда, разработчики осторожно замечают, что их эксперимент все-таки нельзя назвать прямым доказательством того, что звук может передаваться в вакууме. Но, если изобретение финнов действительно будет работать в космосе, это станет настоящим прорывом.
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Ультразвук для лечения опухолей
В Сколтехе разработали микрокапсулу для точечного уничтожения опухолей. Внутри защитной оборочки из полимера – наночастицы оксида железа. Это вещество способно убивать злокачественные клетки. Звук же помогает обнаружить больные клетки и отправить капсулу точно к пораженному участку.
"В чем заключается оптоакустический эффект: лазерное импульсное излучение поглощается объектом, а точнее наночастицами оксида железа, которые есть в оболочке, преобразует энергию света в тепло. Объект испытывает термоупругую деформацию и становится источником ультразвукового сигнала, который мы и детектируем", – разъяснил доктор химических наук, профессор Центра фотоники Сколковского института науки и технологий Дмитрий Горин.
Но это только первый этап. После него ученым нужно привести капсулу с лекарством в действие, то есть открыть ее рядом с опухолью. И здесь тоже помогает ультразвук.
"Дело в том, что в нашем организме растворено достаточно большое количество газов, ультразвук вызывает осцилляцию этих пузырьков газа, увеличение их диаметра. Раскачиваясь, пузырек увеличивается в размерах до максимального диаметра, потом он схлопывается, энергия высвобождается в виде струи и ударной волны, и она открывает нашу капсулу", – отметил химик.
Дельфины
Делфины также могут имитировать звуки человеческой речи, используя свои мелоны и носовые отверстия. Некоторые исследования показывают, что они могут произносить некоторые слова или фразы, но их способность к пониманию значения этих слов остается предметом дальнейших исследований.
Дельфины обладают развитой системой коммуникации, известной как дельфиний язык. Они используют разнообразные звуки, свисты, щелчки и клики, чтобы общаться между собой и передавать информацию.
Основным средством коммуникации у дельфинов являются свисты. Они издают различные свисты, которые могут служить для идентификации себя и других особей, передачи сигналов опасности или для установления контакта. Каждый дельфин имеет уникальный свист, похожий на "личный номер", по которому другие особи могут его узнать.
Кроме свистов, дельфины используют щелчки и клики в процессе эхолокации. Это способность дельфинов "видеть" окружающий мир с помощью звуковых отражений. Они издают серию быстрых щелчков или кликов и слушают эхо, которое отражается от предметов вокруг них. Это позволяет им определять расстояние до объектов, обнаруживать добычу и ориентироваться в пространстве.
Кроме звуковой коммуникации, дельфины также используют жесты и телодвижения для передачи информации. Они могут использовать плавные движения тела, плавники и хвоста для выражения эмоций и передачи сигналов другим особям.
Система коммуникации дельфинов очень сложна и до сих пор изучается учеными. Они обладают способностью передавать сложные сообщения, обмениваться информацией о местоположении добычи, предупреждать друг друга об опасности и даже обучать своих потомков.
В целом, дельфины обладают разнообразными способами коммуникации, которые позволяют им успешно взаимодействовать и общаться в своей среде.