Ein For­schungs­pro­jekt von FH St. Pöl­ten und Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten ent­schlüs­selt mit Hilfe von KI die Laute von Ele­fan­ten. Pro­jekt unter­stützt auch Ver­ständ­nis von Men­schen für die Kom­mu­ni­ka­tion und sozia­len Zusam­men­halt der Tiere.

Ele­fan­ten sind soziale Wesen und sie nut­zen unter­schied­li­che und große Lebens­räume. Laut­äu­ße­run­gen sind ein wich­ti­ges Kom­mu­ni­ka­ti­ons­mit­tel für die Tiere. Es ist bekannt, dass sich Ele­fan­ten über ihre Rufe bedeu­tende Infor­ma­tio­nen zukom­men las­sen. Doch sie nut­zen dazu eine Viel­falt an Rufen und das erschwerte For­schern bis­her, die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­mus­ter der Tiere zu entschlüsseln.

KI zum Ver­ste­hen der Ele­fan­ten nutzen
„Die Tiere ver­fü­gen über ein brei­tes Spek­trum an Lau­ten, wie etwa das gut bekannte Trom­pe­ten. Der am häu­figs­ten ver­wen­dete Laut­typ ist der tief­fre­quente Rum­ble, des­sen Grund­fre­quenz bis in den Infra­schall­be­reich reicht“, sagt Angela Stö­ger, Pro­jekt­lei­te­rin und Lei­te­rin des Bereichs Mammal Com­mu­ni­ca­tion an der Öster­rei­chi­schen Aka­de­mie der Wissenschaften.

„In unse­rem Pro­jekt wol­len wir durch den Ein­satz von künst­li­cher Intel­li­genz akus­ti­sche Signa­tu­ren in der Kom­mu­ni­ka­tion von Ele­fan­ten fin­den, die Rück­schlüsse auf ein bestimm­tes Ver­hal­ten zulas­sen. Dabei ver­fol­gen wir einen völ­lig neuen Ansatz in der Bio­akus­tik : Basie­rend auf Hypo­the­sen über die Bedeu­tung von Lau­ten, die durch KI-basierte Daten­ana­lyse gebil­det wer­den, syn­the­ti­sie­ren wir Ele­fan­ten­laute, wel­che unter­schied­li­che Bedeu­tun­gen für die Ele­fan­ten haben sol­len“, erklärt sagt Mat­thias Zep­pe­l­zauer, Lei­ter der For­schungs­gruppe Media Com­pu­ting am Insti­tut für Creative\Media/Technologies der FH St. Pölten.

„Diese Laute spie­len wir dann in Play­back-Expe­ri­men­ten Ele­fan­ten im Frei­land vor. Über die beob­ach­te­ten Reak­tio­nen der Ele­fan­ten kön­nen wir unsere Hypo­the­sen prü­fen. Wenn sich die­ser Ansatz als erfolgs­ver­spre­chend her­aus­stellt, dann würde das völ­lig neue Mög­lich­kei­ten für die daten­ge­trie­bene Ana­lyse von Tier­kom­mu­ni­ka­tion eröff­nen“, so Zep­pe­l­zauer von der FH St. Pölten.

Einer der größ­ten bestehen­den Daten­sätze an Elefantenlauten
Das Pro­jekt unter­sucht die Kom­mu­ni­ka­tion afri­ka­ni­scher Savan­nen-Ele­fan­ten und nutzt dabei einen der größ­ten bestehen­den Daten­sätze an Ele­fan­ten­lau­ten, die im Frei­land auf­ge­nom­men wur­den. Erst­mals wird die­ser Daten­satz mit­tels KI sys­te­ma­tisch ana­ly­siert. Damit wird eine Ana­ly­se­tiefe erreicht, die manu­ell so gut wie nicht mach­bar wäre.

Die Unter­su­chung von Tier­lau­ten bie­tet gene­rell wert­volle Ein­bli­cke in die Wahr­neh­mung und das Ver­hal­ten von Tie­ren sowie die Popu­la­ti­ons­dy­na­mik. Das hilft, die bio­lo­gi­sche Viel­falt zu bewer­ten. KI-basierte Metho­den wer­den der­zeit für die Ana­lyse von Tier­kom­mu­ni­ka­tion immer belieb­ter. Um aus den kom­ple­xen Daten zu Ler­nen, ver­wen­den die For­scher auch Metho­den des Deep Lear­ning, also kom­plexe neu­ro­nale Netze. Bis­her wur­den sol­che Metho­den unter ande­rem zur Ana­lyse der Kom­mu­ni­ka­tion von Pott­wa­len oder Zebra­fin­ken eingesetzt.

„Wir wen­den KI nicht nur an, um anhand der Laute auch das Alter, das Geschlecht, den sozia­len Sta­tus des Tie­res und Dia­lekte von Grup­pen zu erken­nen, son­dern nut­zen KI, um neue Mus­ter in den akus­ti­schen Daten zu iden­ti­fi­zie­ren, die Infor­ma­tion kodie­ren. Das soll uns hel­fen, zu ver­ste­hen, wie Ele­fan­ten Bedeu­tung und Inhalt kom­mu­ni­zie­ren“, sagt Mat­thias Zep­pe­l­zauer von der FH St. Pölten.