В "ЛЭТИ" создали нейросеть на основе "песен" кашалотов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 22 ноября. /ТАСС/. Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" создали самообучающуюся нейросеть на основе "песен" кашалотов для генерации аналогичных звуков под водой. Разработка поможет в усовершенствовании подводных систем связи и борьбе с помехами, а также в изучении самих кашалотов, сообщила журналистам доцент кафедры систем автоматизированного проектирования (САПР) ЛЭТИ Екатерина Копец.

"Нами разработан метод генерации синтетических звуков, а именно щелчков кашалотов с помощью нейросети. Для этого "песни" этих млекопитающих животных мы преобразовали в картинки, представив их в виде спектрограммы, а затем с помощью специального алгоритма машинного обучения для генерации изображений сгенерировали новые наборы звуков", - рассказала ученая.

Исследователи взяли за основу "песни" определенного кашалота, затем приступили к обработке сигналов без влияния на исходные материалы, меняя тембр, тон, добавляя случайные шумы. Далее преобразовав голосовые данные в спектрограмму, они получили новые наборы звуков и перевели готовую систему в режим, позволяющий генерировать звуки с частотой свыше 20 кГц. Фактически "песни" были разделены на фрагменты, подобные отдельным звукам человеческой речи.

Эта усовершенствованная модель была обучена самостоятельно выполнять все нужные шаги для получения новых наборов данных и их классификации. Получившаяся в результате нейросеть может выдавать в виде высокочастотных сигналов звуки максимально похожие на "песни" кашалотов.

В части совершенствования систем подводной связи, навигации и гидролокаторов получившаяся система позволит лучше понять, как морские млекопитающие излучают звуковые волны и интерпретируют отраженные сигналы. Данные о том, как шумы, создаваемые кашалотами, влияют на передачу звука, можно будет использовать в создании способов, которые минимизируют влияние помех на подводные коммуникации.

Исследователям подводной фауны генерация звуков кашалотов поможет классифицировать и систематизировать различные популяции кашалотов, которые "общаются" между собой отличающимися от группы к группе наборами звуков. Технология наделяет нейросеть возможностью учитывать уникальные особенности "языка" каждого кашалота, что станет инструментом в руках ученых для выявления тонкостей коммуникации. Как отметила Екатерина Копец, в перспективе использованный метод можно будет использовать для генерации звуков любого животного, например, птиц.

Об университете

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" был основан в 1886 году и стал первым в Европе высшим учебным заведением в области электротехники. Сегодня ЛЭТИ - один из ведущих технических университетов России. В университете обучается 11 тыс. студентов, среди его выпускников выдающиеся ученые, в том числе нобелевский лауреат Жорес Алферов.