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Mit Computern die Sprache der Elefanten lernen

Moderne Computeranalyse als Forschungsgrundlage für die Zoologie: In einem gemeinsamen Projekt der Technischen Universität Wien und der Universität Wien werden Elefantenlaute genau analysiert.

Elefanten haben ein vielfältiges Repertoire an Lauten. Computerprogramme sollen unser Verständnis davon nun verbessern.

Elefanten haben ein vielfältiges Repertoire an Lauten. Computerprogramme sollen unser Verständnis davon nun verbessern.

Elefanten haben ein vielfältiges Repertoire an Lauten. Computerprogramme sollen unser Verständnis davon nun verbessern.

Elefanten haben ein vielfältiges Repertoire an Lauten. Computerprogramme sollen unser Verständnis davon nun verbessern.

Elefanten und Menschen verstehen sich nicht besonders gut. In einigen Regionen Afrikas kommt es immer wieder zu Konflikten, die sowohl für Menschen als auch für die Elefanten tödlich ausgehen. Ein Forschungsprojekt der TU Wien und der Universität Wien soll nun mit Signalverarbeitungsmethoden die Kommunikation der Elefanten erforschen. Das Ziel ist, mehr über die Tiere zu lernen und gefährliche Zusammenstöße mit Menschen in Zukunft zu vermeiden.

Automatische Elefantenerkennung
Matthias Zeppelzauer und Dalibor Mitrovic vom Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme der TU Wien beschäftigen sich schon lange mit der computergestützten Analyse von Bild- und Tondaten. Geräusche und Bilder richtig zu interpretieren ist für Menschen im Alltag kein Problem. Dem Computer beizubringen, wie man einen Elefanten auf Ton- oder Videoaufnahmen korrekt erkennt, ist hingegen eine große wissenschaftliche Herausforderung.

Biologische Erkenntnisse unterstützt durch Computeranalysen
Genau wie die Spracherkennung bei Menschen komplizierte Software benötigt, muss man auch auf eine breite Palette von Techniken aus der Signalverarbeitung und Mustererkennung zurückgreifen, wenn man Elefantenlaute automatisch erkennen und richtig interpretieren will. Was man über Elefanten anhand ihrer Laute alles lernen kann, das wird sich erst bei der Computeranalyse im Detail zeigen. Haben unterschiedliche Herden unterschiedliche Lautsignale? Gibt es bei Elefanten Traditionen, die von Generation zu Generation weitergegeben werden? Wie unterscheiden sich ältere von jüngeren, weibliche von männlichen Tieren? „All das werden wir wissen, wenn wir die Elefanten-Laute statistisch ausführlich untersucht haben“, meint Matthias Zeppelzauer. Auch Videodaten sollen dabei miteinbezogen werden. „Natürlich lässt sich nicht der gesamte Lebensraum einer Elefantenherde per Video überwachen, doch oft folgen die Elefanten bekannten Pfaden, und dort wäre eine Videoanalyse äußerst interessant“, ist Zeppelzauer zuversichtlich.

Grundlagen für ein Elefanten-Frühwarnsystem
Die Biologin Angela Stöger-Horwath von der Universität Wien sammelt nun in Südafrika ein möglichst vielfältiges Datenmaterial, das an der TU Wien analysiert wird. Damit soll es dann gelingen, Computerprogramme ganz automatisch die Elefantenlaute erkennen zu lassen. Hier gibt es noch vieles zu entdecken: Elefanten kommunizieren einerseits durch das typische Trompeten, andererseits aber auch durch sehr tieffrequentes Grummeln – das sogenannte „Rumbling“, das über sehr große Distanzen hörbar ist. So können Elefantenherden auch auf weite Entfernung hören, wo sich andere Elefantenherden aufhalten. Wenn es möglich ist, unterschiedliche Elefantenlaute am Computer zu unterscheiden und sie mit Verhaltensmustern der Elefanten in Verbindung zu bringen, könnte man versuchen, das Verhalten einer Elefantenherde anhand ihrer Laute vorherzusagen. Die Menschen in gefährdeten Dörfern könnten dann rechtzeitig gewarnt werden, durch das Abspielen fremder Elefantenlaute über Lautsprecher könnte man die Elefanten vielleicht sogar vertreiben.


Nähere Informationen:
Matthias Zeppelzauer
Institut für Softwaretechnik und interaktive Systeme
Technische Universität Wien
Favoritenstraße 9-11, 1040 Wien
+43-1-58801-18847
matthias.zeppelzauer@tuwien.ac.at