¿Qué información se puede extraer de los ladridos de los perros? Esta pregunta fue el punto de partida para un grupo de investigadores de Estados Unidos y México que desarrollaron una herramienta basada en inteligencia artificial (IA) destinada a descifrar las vocalizaciones caninas. Un modelo de IA, creado por un estudiante de doctorado en informática e ingeniería de la Universidad de Michigan, en colaboración con científicos del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en Puebla, fue inicialmente entrenado con datos de habla humana y puede servir como base para futuros sistemas de comunicación animal.
La herramienta, que se basa en una red de aprendizaje profundo denominada Wav2Vec2, «acepta el audio del ladrido de un perro y predice diversas propiedades», según explican los investigadores. Para su desarrollo, se utilizó un conjunto de datos que incluye vocalizaciones de perros de distintas razas, edades y sexos, grabadas en diversos contextos por un investigador del INAOE. Desde 2015, este experto en ciencias computacionales dedicó dos años a registrar ladridos de más de 100 perros, con la ayuda de estudiantes de veterinaria. «Visitábamos hogares donde poníamos a los perros en diferentes situaciones para generar estímulos positivos y negativos, analizando posteriormente los patrones en sus vocalizaciones», detalla el investigador. El objetivo del experimento era estudiar las emociones de los perros en respuesta a estos estímulos y compararlas con otras reacciones para determinar si eran positivas o negativas.
Metodología del estudio
Las pruebas más comunes realizadas por el equipo incluían situaciones como el sonido de un extraño tocando la puerta o simular que el dueño iba a sacar al perro a pasear, pero se iba sin él, lo que comúnmente provoca frustración y angustia en los caninos. Para generar estímulos positivos, se les ofrecían juguetes nuevos o caricias, lo que inducía un estado emocional agradable. Las grabaciones obtenidas durante años fueron organizadas en una base de datos que luego se utilizó para modificar un modelo de aprendizaje automático, permitiendo a los investigadores generar representaciones de los datos acústicos y su interpretación.
El equipo utilizó el modelo Wav2Vec2, desarrollado por la empresa Meta, que originalmente fue diseñado para el habla humana. Este modelo «utiliza un método de aprendizaje autosupervisado, lo que significa que no requiere datos etiquetados para el habla humana», explican los investigadores. Sin embargo, dado que el modelo no fue creado para interpretar ladridos, se aplicó un método más complejo para entrenarlo con las muestras caninas.
Resultados y aplicaciones
Los resultados obtenidos mostraron que Wav2Vec2 no solo tuvo éxito en cuatro tareas de clasificación (identificación del perro, raza, sexo y contexto del ladrido), sino que también superó a otros modelos entrenados específicamente con datos de ladridos, alcanzando precisiones de hasta el 70%. Aunque las vocalizaciones podían diferenciarse según la raza, el sexo y la edad del perro, la herramienta destacó en la identificación del ladrido de cada individuo. «Identificar qué perro estaba ladrando fue lo más sencillo», aclara el investigador. En su base de datos, se generaron categorías y subcategorías, permitiendo un análisis más detallado de las reacciones de los perros ante estímulos externos.
Este modelo representa uno de los primeros intentos de utilizar técnicas optimizadas para el habla humana con el fin de decodificar la comunicación animal. «Existen diversas técnicas en análisis acústico que se basan en aspectos comunes en la generación de vocalizaciones, y algunas que han funcionado para analizar el habla humana también han sido efectivas para los ladridos», explica el investigador. Además, el uso de técnicas de procesamiento de señales para caracterizar acústicamente el habla humana ha demostrado ser útil para describir las propiedades de la voz en diferentes dominios.
La investigación no solo tiene el potencial de mejorar la comprensión de la comunicación canina, sino que también puede tener un impacto significativo en el bienestar animal. Comprender mejor los matices de los ladridos podría ayudar a los dueños y veterinarios a interpretar y responder de manera más efectiva a las necesidades emocionales y físicas de los perros, mejorando su cuidado y previniendo situaciones potencialmente peligrosas.