Wat zeggen dieren eigenlijk? ‘Google Translate voor dieren’ moet een antwoord bieden

Zou het niet mooi zijn wanneer mens en dier met elkaar konden spreken? Wetenschappers zijn hard op weg de taal der dieren te ontsleutelen. Met kunstmatige intelligentie hopen ze op een ‘Google Translate voor dieren’. Plus: hoe goed bent u al in koeientaal? Test het zelf.

Mooi, die merel op een vroege meimorgen of late zomeravond in de boom of op het balkon. Eindeloos zit het beestje soms voor zich uit geluidjes te maken. Om stil van te worden. Maar wat zegt het eigenlijk?

Ooit zullen we het weten. Langzaam maar zeker leert de mens zijn medeschepselen verstaan. Niet dankzij paardenfluisteraars en andere therapeuten die – doorgaans tegen forse ­tarieven – beweren dat ze uw hond of ander huisdier begrijpen of zelfs van kwalen kunnen ‘helen’ door bovenmenselijke of esoterische krachten, maar dankzij onderzoekende wetenschappers.

Die doen al tientallen jaren verwoede pogingen de taal der dieren te verstaan en ze boeken nog vooruitgang ook. Kunstmatige intelligentie en machinelearning zijn de nieuwste hulpmiddelen die mens en dier dichter bij elkaar moeten brengen. Wat heet: de droom van veel onderzoekers is om een soort ‘Google Translate voor dieren’ te ontwikkelen. Een app die voor ons mensenbeesten niet alleen vertaalt wat dat ene dier zegt, maar ons wellicht ook in staat stelt iets terug te zeggen, in de taal van het dier.

Kietelende dolfijnen

Eerder al ontwikkelden wetenschappers systemen van machinelearning die aan de hand van grote hoeveelheden data en algoritmen patronen herkenden in de menselijke taal. Dat was de sleutel tot stemassistenten die spraak herkennen (zodat we tegenwoordig de smartphone met de stem opdracht kunnen geven een nummer te kiezen of het weerbericht op te zoeken), vertaalapps en transcriptiesoftware die spraak omzet in geschreven tekst.

Als dat met mensentaal kan, waarom dan niet met de taal der dieren? Wetenschappers zijn al jaren bezig de communicatie tussen dieren te ontsleutelen aan de hand van algoritmen. Zo trachten ze te ontdekken waarom en wanneer piepende muizen gestrest zijn of waarom fruitvleermuizen schreeuwen. Er zijn vorderingen met de geluiden van onder meer knaagdieren, maki’s, kippen en varkens.

Zo ontsluit zich langzaam een wereld die tot voor kort onbekend terrein was voor de mens. Chimpansees trommelen op boomstronken om op afstand met elkaar te communiceren, was onlangs het nieuws uit het wetenschappelijk tijdschrift Animal Behaviour. De apen uit het regenwoud van Oeganda slaan met handen en voeten op boomwortels. Zo kunnen ze tot op een kilometer afstand met elkaar communiceren. De onderzoekers ontdekten dat elke chimpansee zijn eigen kenmerkende manier van trommelen heeft, waardoor de andere chimpansees hem of haar kunnen herkennen.

‘Als een leeuw kon praten, zouden we hem niet verstaan’, is een bekende uitspraak van taalfilosoof Ludwig Wittgenstein. Mogelijk heeft hij gelijk. De hond die tegen zijn vaste etenstijd steevast zenuwachtig begint te piepen en blaffen: het laat zich raden wat die wil zeggen. Schiet eens op, baas! Of woorden van soortgelijke strekking. De kans dat het beestje de relativiteitstheorie of de laatste ontwikkelingen in Oekraïne aan de orde wil stellen, is niet erg groot. Voor andere, minder gedomesticeerde dieren valt de communicatie lastiger te ontleden.

Wetenschappers laten zich er niet door weerhouden pogingen te ondernemen om de communicatie van het dier te doorgronden. De hoge fluittonen van walvissen en andere grote waterdieren trokken al langer de aandacht van wetenschappers.

Een van de pioniers op het gebied van dolfijnentaal is de Amerikaanse marien bioloog Denise Herzing. Zij doet al decennia onderzoek naar de communicatie van en met Atlantische vlekdolfijnen rond de Bahama’s. In een TedTalk licht zij toe hoe ze 28 jaar lang drie generaties dolfijnen volgde, om iets te begrijpen van de geluiden waarmee deze dieren communiceren.

Complicaties: het opnemen van geluiden onder water is lastig, en dolfijnen produceren ook nog eens geluiden die tien keer hoger liggen dan het menselijk oor kan horen. Echolocatie en onderwatermicrofoons boden uitkomst. Zo stelden Herzing en haar medeonderzoekers vast dat geluid onder water gevoeld kan worden en dat dolfijnen elkaar zo ‘kietelen’. Vooral moeder en kind doen dat wanneer ze samen­komen.

Naast hoge fluittonen, die volgens Herzing veel op menselijke taal lijken, maken dolfijnen ook ‘kliks’, die ze gebruiken bij het jagen op vis. Met veel snelle kliks achter elkaar ontwikkelen ze een geluid waarmee de man een vrouw kan stimuleren, zo weet Herzing.

Big data

In haar TedTalk legt Herzing uit hoe ze een interface ontwikkelde voor dolfijnentaal. Onderzoekers uit andere disciplines gebruikten al een soort toetsenborden waarmee chimpansees kon worden aangeleerd enkele signalen te gebruiken. Herzing en haar ploeg ontwikkelden een reusachtig draadloos ‘onderwatertoetsenbord’ met enkele grote ‘knoppen’, die werden gekoppeld aan geluiden en betekenissen. ‘De dolfijnen reageerden geïnteresseerd en leken geboeid door onze geluiden: ze bootsten spontaan onze geluiden en onze houdingen na, en nodigden onze duikers uit voor hun spelletjes’, vertelt Herzing.

De spelletjes speelden ze met een sjaal, een touw, een stuk zeewier en met een boottochtje. Elk van de speeltjes kreeg een apart visueel symbool én een eigen kunstmatig fluitsignaal dat dolfijnen niet van nature zelf produceren, maar dat ze wel makkelijk konden nabootsen.

De dolfijnen konden de bijbehorende spelletjes meespelen met de duikers door met hun snuit naar een symbool te wijzen of door een van de bijbehorende fluitsignalen na te bootsen. Dat werkte verbluffend goed: op Herzings beelden is te zien hoe dolfijnen een stuk touw overnamen van een duiker, ermee speelden en het touw na het bijbehorende fluitsignaal weer aan de duiker terugbezorgden. Het begin van communicatie tussen mens en dier, van tweerichtingsverkeer.

Een expert in ‘machineluisteren’, zoals je deze tak van wetenschap zou kunnen noemen, is de Britse onderzoeker Dan Stowell. Hij is geen bioloog of zoöloog, wel computer­wetenschapper. Het gaat hem in eerste instantie vooral om de methodologie van onderzoek met big data en machinelearning.

Zijn methodes helpen bij het monitoren van biodiversiteit met geluid. Door alle soorten te registreren die geluid maken, komen ook de soorten aan het licht die moeilijk te zien zijn. Zo ontstaat een beter beeld van de biodiversiteit in een bepaald gebied.

Het tweede deel van Stowells werk betreft de communicatie door geluid. De merel uit het begin van dit verhaal, die zou Stowell ook graag verstaan en begrijpen. Toch richtte zijn onderzoek zich van 2014 tot 2020 op een andere vogelsoort: zebravinkjes. In een lab registreerde Stowell alle interacties tussen de vogels. Kernvragen: wie zingt wanneer en hoe beïnvloedt dat de andere vogels?

Liever roodborst dan mus

Waarom zebravinkjes? Vooral uit praktische overwegingen: “Ze worden vaak gebruikt in laboratoria, omdat het sociale vogels zijn. Je kunt er makkelijk vijftig bij elkaar zetten. Met een soort als de merel lukt dat niet: dat zijn territoriumgebonden vogels, en dus moeilijk bij elkaar te houden.” In de nabije toekomst wil Stowell samenwerken met de Leidse hoogleraar Katharina Riebel, die de zang van de vinkjes onderzoekt.

Natuurlijk, Stowell had ook duiven of huismussen kunnen nemen. Die maken tamelijk eenduidige geluiden, met weinig variatie. Dat is de onderzoeker te gemakkelijk. “Voor mij als wetenschapper zijn bijvoorbeeld roodborsten en merels interessanter. Zij variëren meer in hun zang, elke keer zingen ze wat anders. Of de nachtegaal, die soms wel dertig minuten aan één stuk zit te zingen. Daaraan valt voor een wetenschapper van mijn discipline veel meer te onderzoeken.”

Voor conclusies is het nog te vroeg, maar enige greep krijgt de wetenschap al wel op vogelzang, zegt Stowell op basis van zijn zebravinken: “We moeten onderscheid maken tussen zang en roepen. Die laatste zijn functioneel, in de categorie ‘Ik heb voedsel gevonden’, of ‘Opgepast, er zit een roofdier in de buurt’. De zang is complexer, maar ook onderscheidender dan de roepjes, en daarom interessanter om te onderzoeken.

“In z’n algemeenheid dient de zang om je als individu te profileren. We kunnen die zang nog niet in betekenissen of woorden vangen. Waarschijnlijk moeten we het eerder zien als muziek dan als spraak. Bij muziek kun je ook niet de betekenis van één noot vaststellen.

“Maar je kunt het wel analyseren: bijvoorbeeld of een bepaalde zang een sterke emotie uitdrukt of niet. En waar de vogel die zang vandaan heeft: sommige zang heeft een genetische oorsprong, andere zang is aangeleerd door ouders en andere vogels. Daar bestaan ook weer regionale dialecten in, net als in mensentaal.”

Stowell, en met hem vele andere wetenschappers, gelooft dat er ooit een soort Google Translate voor dieren ontwikkeld zal worden. Binnen afzienbare termijn zelfs: een jaar of tien, schat hij. “Het zal alleen waarschijnlijk niet de resultaten geven die je verwacht. Het zal een mix van spraak en muziek zijn, in het geval van vogels. Een Google Translate voor merels zal uit korte kreten misschien begrijpen: ‘Kat! Kat!’ Maar uit het ‘lalala’ van de zang kunnen we hooguit concluderen of de vogel in een goede bui is, of alleen is, of iets anders.”

Ook een app die bepaalde dieren ‘verstaat’, vertaalt in mensentaal en de mens in staat stelt ‘terug te praten’ is wat hem betreft niet louter toekomstmuziek. “In zekere zin bestaat die al. Op vliegvelden worden al vogelgeluiden gebruikt om vogels weg te houden, omdat ze anders een gevaar voor het vliegverkeer vormen. Stel dat ik in mijn woonbuurt minder meeuwen zou willen hebben en meer vogels die insecten eten. Dan kunnen we misschien een systeem ontwikkelen dat tegen de ene vogel zegt dat hier veel insecten zitten en de meeuwen vertelt dat er verderop meer voedsel te halen valt. In die sfeer kunnen we al met ze communiceren. We kunnen alleen nog niet met ze praten over filosofie.”

Wanneer zo’n app er zal zijn, hangt volgens Stowell erg af van de diersoort. “We zullen zeker binnen tien jaar met sommige dieren over sommige onderwerpen kunnen communiceren. Maar er zijn wel erg veel verschillende soorten. Tot nog toe hebben we nog niet eens de technologie om alle mensentalen naar ­andere talen te vertalen.”

Diepe wanhoop

Taal is wat ons menselijk maakt, is een van de grondbeginselen van de taalkunde. Dan sluit je dieren dus uit, bedacht Leonie Cornips ruim drie jaar geleden, terwijl de mens ook maar een zoogdier is. De taalkundige, onderzoeker bij NL-Lab/Humanities Cluster in Amsterdam en bijzonder hoogleraar taalcultuur aan Maastricht University, besloot zich op de taal van koeien te richten. “Drie jaar had ik mezelf gegeven om te zien of ik iets had toe te voegen aan de taalkunde. Na een jaar bleek al dat dat zo was”, zegt ze.

Wat ze doet: in een stal met negentig koeien bekijkt ze minutieus hoe de dieren al loeiend met elkaar interageren, hoe ze een ‘gesprek’ openen en afsluiten. Dat levert veel op, zegt Cornips: “Zo constateerde ik samen met collega Marjo van Koppen al snel dat bij een koe de communicatie met een mens begint met aankijken. De koe neemt het initiatief, als mens kun je terugkijken. Als je daarna naar de koe blijft staren, wordt de communicatie niet succesvol. Wat je wel moet doen: terugkijken, je blik daarna even afwenden, en dan weer oogcontact maken. Wegkijken is voor een koe de bevestiging dat er sprake is van uitwisseling.”

Het vervolg van de communicatie is mede afhankelijk van de omgeving, zegt Cornips. “In een weiland communiceren koeien duidelijk anders dan in de stal. In dichte stallen willen koeien wel groeten, dat doen ze niet in een open stal. Ze moeten dus echt het gevoel hebben dat er iemand in hun ruimte komt. Daarin verschillen ze niet van mensen: ik praat op kantoor ook anders dan in de kroeg. Sta je aan het hek, dan zal de koe de communicatie afmaken door je te besnuffelen en te likken. Richt ze haar kop naar de grond, dan is dat het signaal dat het gesprek is afgelopen.”

Tot zover de non-verbale communicatie tussen koe en mens. Maar wordt ze ook wijs uit de taal die koeien uitstoten? Wel degelijk: “Op intensieve boerderijen hoor je vaak geluiden die erop wijzen dat de koe honger heeft of gemolken moet worden. Dat hoor je minder op minder intensieve bedrijven.”

Hoe ze dat weet? Door lang en intensief observeren. “Als empirisch taalkundige sta ik met mijn voeten tussen de koeien.” Op die manier ontdekte ze het korte geluidje dat een moederkoe naar haar pasgeboren kalf maakt. “Dat geluidje kent de minste variaties, dus dat is echt een moeder-kindconnectie”, concludeert ­Cornips dan.

Het “hartverscheurende” geloei van de koe die na een zware bevalling haar kalf afgevoerd zag worden, duidde volgens de taalkundige op “diepe wanhoop”. Op vakantie in Frankrijk zag ze hoe vleeskoeien van een weiland boven naar een lager gelegen talud liepen. “Een paar volwassen moeders kwamen naar beneden, toen ik ineens een kalf van boven hoorde roepen. Moeder en kalf konden elkaar niet zien. Het kalf riep, de moeder riep terug. Duidelijk een gesprek in de zin van: ‘Waar ben je?’ ‘Ik ben hier!’ ‘Waar?’ ‘Hier!’ Zo ging dat door. De moeder hield op met grazen en ging over het smalle talud terug omhoog, tegengesteld aan de koeien die naar beneden liepen, om haar jong te halen. De andere begrepen allemaal wat er aan de hand was.”

Bestaat met haar methode niet het gevaar van antropomorfisme? Oftewel: vermenselijkt ze de dieren niet? “Het blijft interpretatie”, erkent Cornips. “In de wetenschap mag je niet antropomorfiseren. Maar we interpreteren voortdurend, ook met mensen, bij onderzoek naar jongeren bijvoorbeeld. Je probeert als onderzoeker tussen meerdere gegevens altijd iets gemeenschappelijks te vinden op basis waarvan je kunt analyseren. Daarbij komt dat koeien net als mensen zoogdieren zijn; we weten dat ze veel eigenschappen hebben die overeenkomen met mensen.”

Kunstmatige intelligentie en machinelearning vindt ze “geweldig”, maar lang niet altijd kan de taalkundige iets met grote hoeveelheden data, “omdat ik er niet aan kan zien in welke context de geluiden zijn gemaakt”. Terwijl “de ingenieurs”, zoals Cornips de techneuten noemt, op zoek zijn naar patronen, gaat het de taalkundige ook om de situatie waarin dieren hun geluiden produceren.

Twee werelden

Zo kreeg Cornips eens een database met vijfhonderd variërende geluiden van koeien die te laat werden gemolken of te laat eten hadden gekregen. Software moest daarin patronen ontdekken, maar de conclusies waren anders dan de hare: “Een geluid werd toegeschreven aan een koe waarvan de boer de hoeven kapte. Ik hoorde iets anders: de koe groette de boer.” Wat ze maar zeggen wil: “Observeren en kennismaken met de betrokken dieren blijft heel belangrijk.”

Cornips’ benadering krijgt navolging: “Twee van mijn studenten zijn zich gaan toeleggen op de communicatie van eenden, zwanen en ganzen. Een ander heeft het kijkgedrag van Bokito onderzocht, de gorilla die in Blijdorp (dierentuin in Rotterdam, red.) uit zijn verblijf ontsnapte en een vrouw verwondde.”

Zowel Cornips als computerwetenschapper Dan Stowell denkt dat hun beider werelden veel van elkaar zouden kunnen leren.

Stowell: “Ik werk maar deels samen met linguïsten. In hun wereld is kunstmatige intelligentie niet de manier om dingen te begrijpen. In mijn wereld zitten ook weinig mensen die veel over het werk van Noam Chomsky nadenken, om het zo maar te zeggen. Maar het is interessant met beide werelden te praten.” Daarnaast denkt Stowell dat het gebruik van datagedreven methodes taalkundigen zou kunnen behoeden voor al te antropomorfe aannames.

Op haar beurt werkt Leonie Cornips al wel samen met biologen en dataspecialisten en werkt ze aan het verwezenlijken van een ‘koeien-­vertaalapp’ voor de smartphone. Die zou de signalen van een koe moeten vertalen in het Nederlands of Engels, waarna de toehoorder ook zou kunnen ‘terugpraten’ in de taal van de koe zelf. Cornips hoopt zo een betere communicatie tussen boer en koe tot stand te brengen en daarmee een verbeterde leefomstandigheid voor het dier.

Het vakgebied is relatief jong, en er is nog een lange weg te gaan eer mens en dier elkaar volledig zullen verstaan. Elke ontdekking leidt tot nieuwe vragen, zei onlangs in The New York Times een marien bioloog die zich bezighoudt met onderzoek naar walvistaal. “Als er een grote gebeurtenis heeft plaatsgevonden, hoe weten we dan of walvissen het daar een week later nog over hebben? En kunnen ze eigenlijk rekenen?”

Als het aan de wetenschap ligt, kunnen we het ze zelf vragen. Ooit.