פרויקט בין־לאומי בשיתוף אוניברסיטת חיפה מנסה לפענח את שפת הלווייתנים באמצעות אלגוריתם חדש המבדיל בין הקולות של פרטים שונים. אולי בקרוב נוכל להבין מה יש לענקיים השקטים של האוקיינוס לומר זה לזה.

פרסומת

​​עמוק מתחת לפני הים, במקום שהאור כמעט אינו חודר אליו, נשמעת שפה שאיננו מבינים - לא שפה של מילים אלא של קולות. אלו גלי קול קצרים הנפלטים ממערכת הסונאר הפנימית שבראשם של לווייתני הזרע (Physeter macrocephalus), ולעיתים קרובות נשמעים לאוזן אנושית כ"קליקים". לווייתני הזרע הם היצורים בעלי הראש הגדול ביותר ביחס לשאר הגוף על פני כדור הארץ: גודלו כמעט שליש מאורך גופם [1]. בתוך הראש העצום הזה מסתתר איבר מלא שומן לבן שנקרא ספרמאצטי (spermaceti). בעבר חשבו שהחומר הלבן שבתוכו הוא זרע, ומכאן המקור לשם, אך למעשה זה שומן ייחודי המשמש בין היתר כעדשה אקוסטית שמרכזת את הקול הנקלט אצל הלווייתנים. בעזרת הקליקים האלה הלווייתנים מאתרים טרף, מנווטים במים החשוכים ומתקשרים זה עם זה. לווייתני הזרע מסוגלים להגיע לעומק של יותר מקילומטר, לשהות מתחת למים כמעט שעה, ולהסתמך על הקול כדי לחוש את סביבתם. הקליקים שלהם נעים למרחקים עצומים, מתפזרים במים, נשברים מהקרקעית ומהגוף של לווייתנים ובעלי חיים אחרים, ויוצרים רשת עצומה של תקשורת תת־ימית. בתוך הרשת הזאת מתנהלות שיחות של ממש [2]. להבין את השיחות האלה פירושו להבין איך יצורים תבוניים שונים מאיתנו תופסים את העולם. אם נצליח לפענח את השפה שלהם, אולי נוכל להציץ לרגע לתוך מחשבה מורכבת שאינה אנושית, וזה אולי אחד האתגרים המסקרנים ביותר במדע של ימינו.

השאלות הללו עמדו בבסיס בניית Project CETI [3], יוזמה בין־לאומית אשר שותפים בה גם חוקרים ישראליים, שמנסים לפענח את שפת הלווייתנים בעזרת בינה מלאכותית. אבל לפני שאפשר להבין את מערכת התקשורת, צריך קודם להפריד בין מקורות הקולות ולזהות אותם, וזאת בהתחשב בים רועש במיוחד. הים רועש בהרבה משנדמה לנו: הים הומה מרעש של מנועים של כלי תחבורה ימיים, מקולות בעלי חיים המתקשרים אחרת, למשל דולפינים, ומההדים החוזרים מהיצורים הנייחים הרבים (כמו ספוגים ואלמוגים) ומהקרקעית – כולם מתערבבים לבליל אין־סופי של צלילים. גם הקליקים של הלווייתנים עצמם מתנגשים זה בזה, משתקפים ממכשולים, ומשתנים בצליליהם כתלות במרחק בים ובלחץ המים. אפילו מערכות הקלטה רגישות מאוד מתקשות לדעת מי הפיק כל צליל ומניין הגיע בדיוק. במסגרת הפרויקט האמור, נפרסו באי הקריבי דומיניקה רשתות של מיקרופונים תת־ימיים, יחד עם כלים צוללים אוטונומיים, שמקליטים אלפי שעות של תקשורת לווייתנים. האסטרטגיה לפענוח מתחילה מההבנה שכל קליק שנפלט מלווייתן מסוים מתפשט במים כגל קול. חלק מהגל מגיע ישירות למכשירי ההקלטה, וחלק מוחזר מפני הים כמו הד. ההבדלים הזעירים בזמני ההגעה בין הגלים האלה, כלומר כמה זמן לקח לכל אחד להגיע ואיך נראה הגל כשהוא חוזר, עוזרים למדענים להבין מאיזה כיוון ומאיזה עומק הגיע הצליל. וכאן נכנסים לתמונה החוקרים מישראל. 

במעבדה לאקוסטיקה וניווט תת־מימי של פרופ’ רועי דיאמנט, בשיתוף פרופ’ דן צ'רנוב והצוות בתחנת שדות ים של בית הספר למדעי הים, אוניברסיטת חיפה, פותחה שיטה חדשה שמאפשרת “להקשיב” ללווייתנים כמו שמעולם לא הצלחנו. האלגוריתם שפיתחו משקלל את משך הזמן שלוקח לכל קליק להגיע לכל אחד מהמיקרופונים, את עוצמת ההד שלו ואת הדרך שעבר דרך עמודת המים. על סמך ההבדלים הזעירים האלה האלגוריתם מצליח לזהות אילו קליקים שייכים לאותו מקור קול, כלומר, לאותו לווייתן, גם כשכמה מהם מדברים בו זמנית. האלגוריתם לא באמת “מזהה” את הלווייתנים עצמם, הוא לא יודע מי זה מי. אבל הוא מצליח להפריד בין הדוברים: לזהות קבוצות של קליקים שמתנהגות בעקביות, עם חתימה מרחבית וזמנית ייחודית, ולהצביע על כך שכולם שייכים לאותו “דובר" תת־ימי. במילים פשוטות, הוא עושה סדר במסיבה רועשת במיוחד: יודע לזהות מי דיבר בכל רגע, גם כשכולם מדברים יחד [4]. 

המחקר, שהתפרסם בכתב עת מדעי מוביל בתחום הבינה המלאכותית, מציע לראשונה כלים מדויקים למעקב אחר מקורות הצליל, ומקרב את המדע צעד נוסף לעבר הבנת תקשורת הלווייתנים, שאולי מסתירה בתוכה מבנה מורכב בהרבה משחשבנו. מי יודע, אולי יום אחד נגלה שהקליקים האלה מתארגנים לפי “אלפבית” תת־ימי, אולי התחלה של דקדוק, אולי משהו אחר לגמרי. זו לא שפה במובן האנושי, אבל היא בהחלט מערכת תקשורת עשירה, מורכבת וחברתית. מעבר לסקרנות, יש למחקר גם חשיבות סביבתית עצומה. רעש שנוצר מפעילות האדם בים כגון מנועים, סונארים תעשייתיים וקידוחי נפט – משבש את חיי הלווייתנים [5]. אם נצליח להבין את שפתם, אולי נוכל לדעת מתי הם בלחץ, לשפר אזורי חיץ ולתכנן תנועה ימית שמתחשבת יותר בעולם העדין של הענקים שמתחת לגלים. כשמדענים יושבים מול צגי מחשב ומנסים למצוא משמעות בקליקים עמומים מהקריביים, הם מחברים בין עולמות רחוקים – בין ביולוגיה ימית למדעי המחשב, בין הקשבה אנושית לבינה מלאכותית. ואם השיטה הזאת תמשיך להתפתח ויתווספו עוד נתונים, סביר שבעתיד אפשר יהיה ליישם אותה גם על מינים ימיים נוספים פרט ללווייתני זרע. כל התקדמות כזאת מקרבת אותנו להבנה עמוקה יותר של תקשורת תת ימית בין בעלי חיים, תחום שרק עכשיו מתחיל להיפתח בפנינו.  

עריכה: שיר רוזנבלום־מן

מקורות לקריאה נוספת: 

1. מידע נוסף על לווייתני זרע באתר NOAA
2. ספר על חיי החברה והתקשורת של לווייתני זרע
3. Project CETI - היוזמה הבין־לאומית לפענוח שפת לווייתנים
4. מאמר על אלגוריתם ישראלי לזיהוי מקורות הקול של לווייתני זרע באמצעות בינה מלאכותית
5. סקירה מקיפה על השפעת רעש תעשייתי על לווייתנים