קסדה אולטרסאונד מאפשרת לכל אחד 'לראות' כמו עטלף

"הוא מקשקש עם הלשון שלו כדרך להבין היכן הוא נמצא בחלל. זה בעצם מה שעטלפים עושים". כך פודקאסט המדע Invisibilia תיאר לאחרונה דניאל קיש, עיוור שלימד את עצמו כיצד לנווט לפי הד. אבל התיאור שלהם קצת מחטיא את המטרה. בעוד שבני אדם וגם עטלפים יכולים לצייר נופים חזותיים מהדים, לפליירים מחודדי האוזניים יש יתרון בולט: צליל קולי.

אותם תדרים גבוהים יותר, המציעים תמונה הרבה יותר חדה של העולם, עומדים בבסיס עין סוניק, קסדה המשכפלת הדהוד של עטלפים.

"תהינו האם בני אדם זקוקים לחיווט עצבי מיוחד כדי לבצע אקו, או שמא מוח אנושי יכול לעשות זאת עם אותו הדבר מידע אודיו זמין לעטלף עם אוזניים המיועדות לצלילים קוליים", אומר מדען המוח התיאורטי של סטנפורד שותף ליצירה יאשה סוהל-דיקשטיין.

הומצא כפרויקט צדדי על ידי סוהל-דיקשטיין ועמיתיו לשעבר באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, המכשיר כולל רמקול בכתר שלו, אשר פולט ציוץ קולי כמו עטלף. כאשר ההדים חוזרים מעצמים, גלי הקול עוברים לשתי אוזניים בצורת עטלף - הנקראות פינה - הנשענות משני צידי הקסדה ועוזרות לאמוד את כיוון ההד. יצוקה מחימר, לכל פינה יש מיקרופון קולי מוטבע במרכז. תוכנת מחשב מתעדת את ההדים ומאטה אותם באופן מיידי בפקטור של 20.

הורדת הקצב והגובה הופכת את ההדים האולטראסוניים הבלתי מורגשים לשמיעים לאוזן האנושית. לובשי Sonic Eye יכולים אז להשתמש בהשהיית ההד כדי לשפוט מרחק או לעקוב מנטלית אחר סביבתם (ראה סרטון למטה). במחקר שפורסם חודש שעבר, הצוות מראה שבעלי עיניים מכוסות ב-Sonic Eye יכולים לשפוט אם צלחת ארוחת ערב הוזזה שמאלה/ימינה או למעלה/מטה בכ-20 סנטימטרים - קצת יותר מאורך שטר דולר.

https://www.youtube.com/watch? v=md-VkLDwYzc? v=md-VkLDwYzc//

יחד עם אולי סיוע לעיוורים, המכשיר החדש מציג מקרה טוב שהמוח האנושי הוא בעל יכולת מלידה להבין הגדרה גבוהה נופי סאונד, כמו שעושים עטלפים. מכשירי עזר אחרים יש ניסה לקצור הדים קוליים, אבל בדרך כלל הם מעבדים מחדש את הצלילים, ומשליכים כמויות גדולות של מידע מרחבי.

"זה החידוש כאן. אדם משתמש ב-The Sonic Eye כדי לעשות שיפוט ברור לגבי הסביבה, אבל זה לא עושה שום דבר לאות מלבד הורדת הדגימה שלו", אומר לורה תאלר, פסיכולוג מאוניברסיטת דורהאם בבריטניה, שלא היה מעורב ביצירת המכשיר.

תאלר מתמחה בהד אנושי, ומחקריה הראו כי תפיסת הקול עבור מומחים לבדיקת אקו שוכנת מבחינה נפשית במקום בין ראייה לשמיעה. כשמאקרי הד עיוורים כמו קיש יושבים ב-fMRI, מצקצים בלשונם ושומעים הדים, מרכזי הראייה שלהם נדלקים בפעילות מוחית, בדומה לאדם רואה משהו.

אבל הנה טוויסט מגניב. כאשר גם עיוורים וגם רואיים מנסים לבצע אקו-מיקום, אזור מוח אחר הקשור להבנת תנועה חזותית מופעל.

"נראה שהמוח מעבד את ההד באופן נפרד ממידע עבור סוגים אחרים של צלילים", אומר תאלר. "אקולוקציה היא לא רק שמיעה כמו כל דבר אחר, אלא צורה מיוחדת של אודישן מרחבי, שאולי המוח מבדיל מהיבטים אחרים של שמיעה."

לעת עתה, מדדי עיוורים טובים בהרבה במיומנות מאשר אנשים בעלי ראיה שהוכשרו באומנות, מכיוון שרבים, כמו קיש, פיתחו את הכישרון בילדותם. זה לקח חודשים או שנים להשתכלל. השאלה היא האם אותו דבר יחול עם ה-Sonic Eye.

"בתיאוריה, אתה יכול לקבל רזולוציה עדינה יותר עם אות אולטראסוני לעומת מה שהד יעשה עם הלשון שלו", אומר מדען חושים ומפתח שותף סנטאני טנג שעובד כעת ב-MIT. ציוץ עטלף קולי, עקב אורך גל קצר יותר, מקפיץ יותר גלי קול מאובייקט מאשר כל הד שנעשה על ידי קול אנושי. להד קולי יש יותר חלקים שמקפצים לאחור, שמציעים יותר מידע מרחבי למוח. עטלפים יכולים לתפוס הבדלים קטנים עד 6 מ"מ - או בעובי של שלושה ניקלים מוערמים זה על גבי זה.

תמונה אודיו-מרחבית טובה יותר, באמצעות אולטרסאונד, עשויה לזרז את תהליך למידת ההד עבור בני אדם. בנוסף, רוב מכשירי ההד האנושיים עם עיוורון עדיין משתמשים במקל הליכה, אומר תאלר, מכיוון שהם מתקשים לשפוט גובה ולזהות מכשולים ליד הרצפה. היא אומרת שיהיה מעניין לראות אם למשתמשים עתידיים יהיה קל יותר לעקוב אחר דברים בשטח.

"אתה לא רוצה לחסום רמזים חושיים שאנשים צריכים לנווט", אומר טנג. לדוגמה, עטלפים יכולים לשנות את הדופק האולטראסוני שלהם על סמך גודל הטרף שהם צדים. משתמש עיוור צריך להיות מסוגל לשנות את הפלט האולטראסוני ככל שהוא רוצה, אומר טנג.

אבל לפני המעבר ללימודים עם עיוורים, הצוות רוצה למזער את אב הטיפוס הנוכחי שלהם לסרט ראש, אומר מפתח שותף בנימין גאוב, דוקטורנט למדעי המוח של ברקלי שמפתח את ה-Sonic Eye למוצר המתאים ללקויי ראייה. נכון לעכשיו, ה-Sonic Eye דורש מחשב נייד בתיק גב המכיל את תוכנת המכשיר, אבל עם קצת התאמה, ניתן להפעיל את התוכנית הפשוטה על שבב או טלפון חכם. הצוות גם יתייעץ עם הקהילה העיוורת באזור המפרץ כדי להתאים אישית תכונות נוספות.