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キンカチョウは、鳴き声を聞き分ける際に、音の類似性よりも意味の近さに沿って分類する傾向を示しました。カリフォルニア大学バークレー校の動物行動研究者ジュリー・エリー氏らは、機械学習と行動観察で鳴き声を11種類に整理し、鳥自身の反応を調べる実験で分類を検証しました。この研究により、エリー氏は異なる動物種との双方向の意思疎通を目指す「2026年コラー・ドリトル・チャレンジ」の年間賞を受賞。賞金10万ドル（約1,600万円）が贈られました。

鳴き声の分類を、鳥自身の聞き分けで確かめる

エリー氏は10年以上にわたり、キンカチョウの社会的な行動を観察し、数千の鳴き声を記録してきました。鳴き声が使われる場面と音の特徴を対応させ、どのようなやり取りに使われているかを調べました。研究チームが作った鳴き声の「辞書」は、攻撃、空腹、絆の形成などに関わる11種類で構成されています。

実験では、録音した鳴き声を再生するボタンや赤外線センサーを鳥がくちばしで操作し、その日だけ餌をもらえる鳴き声の種類を探す課題を設けました。鳥はいつでも再生を中断して次の音に進めるため、餌につながらない音を飛ばし、報酬の対象となる音を最後まで聞くようになりました。対象の種類を日ごとに変えることで、人間が分けた鳴き声の種類を鳥も区別するかを試す実験です。

手がかりになったのは、鳥が時折起こす分類の誤りでした。音響的には大きく異なる遠距離と近距離の連絡用の鳴き声を取り違える一方、音の特徴がよく似た短い連絡声と短い警戒声は取り違えませんでした。エリー氏らは、こうした誤りは音の類似性より意味の類似性でよく説明できると結論づけています。

機械学習による音の分析と、行動による検証

この鳴き声研究の基盤となる2015年の研究では、飼育下のキンカチョウから8000件を超える発声を記録しました。対象には、連絡、つがいの形成や維持、警戒、苦痛、空腹、攻撃の意図に関わる音が含まれています。

音を数値的な特徴に置き換え、種類を判別する分類器と、似た特徴を持つ音を自動的にまとめるクラスタリングを使って分析しました。鳴き声の種類を分けるうえでは、周波数ごとの強さの分布や、雑音的な音か明瞭な音程を持つ音かという特徴が手がかりになりました。受賞研究では、こうした音の分類に加えて、鳥がどの種類を聞き続け、どの種類を飛ばすかを調べ、分類が鳥にとっても意味を持つかを検証しています。

同じキンカチョウを対象とする2018年の研究では、鳴き声の意味ではなく、発声した個体を聞き分ける能力を調べました。ここでも餌を報酬にして再生を中断するかどうかを測り、鳥が鳴き声の種類をまたいで個体を識別できることを示しました。音響分析で分かったのは、個体を特徴づける音の手がかりが鳴き声の種類ごとに異なり、連絡用の鳴き声では特に強いことです。

シジュウカラでは、音の順序を変えて反応を比較

エリー氏が次の課題に挙げるのは、個々の鳴き声がどのように組み合わされるかです。シジュウカラでは、意味のある鳴き声を組み合わせる「構成的な統語」の実験的証拠が、野生動物で初めて示されました。これは、組み合わせ全体の意味が、各要素の意味と並べ方に依存する仕組みです。

実験では、周囲を警戒させる「ABC」と、音源への接近を促す「D」を再生しました。自然な順序の「ABC-D」を聞くと、鳥は周囲を警戒しながら近づきましたが、順序を逆にした「D-ABC」では、その反応が弱まりました。

さらに、シジュウカラにも接近を促すコガラの鳴き声をDの代わりに使う実験も行われています。初めての組み合わせでも自然な順序なら警戒しながら接近し、逆順では反応が弱まりました。鈴木俊貴氏らは、これらの結果を、鳥が各要素の意味とその組み合わせ方を利用する証拠と解釈しています。

一方、オーストラリアの鳥であるクリボウシオーストラリアマルハシでは、単独では意味を持たない音の要素AとBを「AB」「BAB」と並べることで、機能の異なる鳴き声になることが示されました。音響分析、自然な行動の観察、条件を制御した再生実験を組み合わせて検証しています。

双方向の交流には、鳴き声と姿勢の組み合わせも課題

エリー氏は、鳥との交流には、鳴き声の種類だけでなく、相手への応じ方や、発声と同時に示す姿勢・動作の理解が必要だと考えています。また、キンカチョウの鳴き声を理解しても、そのままカラスと交流できるわけではなく、種ごとの違いを扱う必要があると述べています。

エリー氏は、AIとロボット工学の進展を踏まえ、今後10年ほどで別の種との十分な交流に近づけるとの見通しを示しました。音声と視覚的な動きを組み合わせるため、対象動物の動作や姿勢を模倣するロボットの開発にも期待を寄せています。

コラー・ドリトル・チャレンジの年間賞は、動物との交流に向けたアルゴリズムの開発を目指す研究を対象としています。2027年賞の募集では、動物を傷つけない手法、その動物本来の信号を使った複数の状況での交流、測定可能な反応が条件とされ、応募期限は2026年8月30日に設定されました。