Израильское исследование: мир на кончиках пальцев – как человек "ощущает" трехмерный звук

Израильские ученые из Университета Райхмана (Герцлия) поставили эксперимент, в котором они "дали" человеку чувство, которому его не научила эволюция: тактильное ощущение звука, распространяющегося в трехмерном пространстве.

Слоны "слышат" ногами. Это было достаточно надежно установлено еще в 2007 году. Иногда слон поднимает ногу и замирает. В этом момент он слушает сейсмические колебания, например, топот. Ногу слон поднимает, чтобы провести триангуляцию: определить направление и оценить расстояние до источника сейсмических волн. У слона есть для восприятия сейсмических колебаний специальные жировые подушки на ногах.

Может ли человек "слышать" окружающий мир подобным образом? Решению этого вопроса посвящена работа ученых из Институт мозга, познания и технологий Баруха Ивчера Университета Райхмана, опубликованная в журнале iScience.

Осязание – чувство, которое направлено только близкие объекты. Но ученые так поставили эксперимент, что человек смог ощущать и удаленные.

В серии экспериментов испытуемых помещали в звукоизолированную комнату, по всем стенам которой на разной высоте были размещены 97 динамиков. Звук начинался в одном из случайно выбранных динамиков и пробегал по соседним, рисуя своего рода траекторию. Испытуемого просили прослушать звуковой сигнал и ответить: в какой точке начался сигнал, как распространялся и где завершился. Испытуемые – здоровые люди с нормальным слухом – уверенно отвечали на эти вопросы.

Тогда их попросили положить пальцы обеих рук на специальные вибрирующие кнопки. Именно на кончиках пальцев находится максимальное для рук количество рецепторов. На испытуемых надели блокирующие наушники, чтобы они ничего не слышали. И включили звук. При этом звук, согласно с разработанным учеными протоколом (они назвали его Touch-Motion Algorithm), был преобразован в вибрации кнопок. Испытуемые ощущали эти вибрации. Потом их попросили ответить на те же вопросы, которые задавали, когда они слушали траекторию звука. И участники эксперимента практически с первой попытки правильно ответили: где начался звук, как он распространялся и где завершился. Хотя никакого звука они не слышали.

Потом ученые попробовали приглушить целевой звук шумом, но сняли с испытуемых наушники. Несмотря на сильное зашумление, мультимодальное (звук+осязание) восприятие сработало нормально: испытуемые правильно определили звуковую траекторию.

Ученые видят многие приложения такого "ощущения" трехмерного звука. Его можно использовать и для протезирования при нарушениях слуха, и для формирования звуко-осязательной картины виртуального мира. Такой подход может помочь роботам воспринимать окружающий мир.