Każdy może być delfinem. Prosty headset pozwala poczuć, jak działa echolokacja

Mamy dobrą wiadomość dla wszystkich miłośników delfinów. Możecie na własnej skórze doświadczyć tego, jak te wspaniałe morskie ssaki widzą świat dzięki wyjątkowej echolokacji. Umożliwia to relatywnie prosty headset DolphinView. Zła wiadomość jest taka, że trzeba go zbudować samemu.

Headset został zbudowany przez Andrew Thalera, utalentowanego ekologa i konstruktora dziwacznych urządzeń elektronicznych. DolphinView jest częścią jego pomysłu na program edukacyjny o oceanie i pozwala ludziom skorzystać z echolokacji, a więc przynajmniej częściowo przybliża nam to, jak widzą świat delfiny i przynajmniej 65 innych gatunków uzębionych waleni. Ich system bisonarny składa się z trzech par worków powietrznych emitujących dźwięki o różnych częstotliwościach (niższe, o większym zasięgu, służą do wielkoobszarowego skanowania, wyższe zaś precyzyjniej informują o najbliższym otoczeniu). „Kliki” są emitowane przez specjalny obszar zwany melonem – to poduszka wypełniona płynnym tłuszczem, znajdująca się na czole zwierzęcia, wzmacniająca i nakierowująca sygnał. Fale odbite od obiektów w okolicy wracają do zwierzęcia, które interpretuje ich opóźnienie i na tej podstawie buduje obraz otoczenia.

Ciekawostka – delfiny nie mają uszu, a w zasadzie ucha zewnętrznego. Otwory słuchowe przeszkadzałyby w szybkim pływaniu, a ponadto zawirowania wody mogłyby zakłócać wrażenia zmysłowe zwierząt. Za odbieranie powracających fal akustycznych odpowiada ich żuchwa, także wypełniona „akustycznym tłuszczem” i przekazująca drgania do narządów słuchowych ucha wewnętrznego.

Ludzie oczywiście nie mają tak wyspecjalizowanych narządów, ale mają dostęp do układów dla robotyków Arduino i trochę wolnego czasu. Headset wykorzystuje małe silniki, przekazujące wibracje prosto do czaszki przez żuchwę osoby noszącej. W końcu skoro można w ten sposób słuchać muzyki w czasie biegania, bez odcinania bodźców od ucha, można też tą drogą przekazywać sygnały z czujników zbliżeniowych. Powinno to dać nam pojęcie o tym, jak słyszą delfiny. Alternatywnie w headsecie można zamontować tradycyjne głośniczki.

Do pobierania informacji o otoczeniu wykorzystany został tani moduł podobny do LiDAR-u, wykorzystujący skupione wiązki podczerwieni zamiast laserów, jaki znajdziemy w niektórych dronach. Jego zasięg operacyjny wynosi 12 metrów, pobór mocy jest niewielki i można go łatwo połączyć z układami Arduino. Nie są to prawdziwe ultradźwięki, ale na potrzeby eksperymentu wystarczy.

LiDAR, głośniki lub silniki i wszystkie inne komponenty zostały zamontowane na konstrukcji przypominającej oprawkę okularów i tak powstał DolphinView. Wbrew pozorom kodu jest niewiele – znajdziecie go na GitHubie razem ze schematami, dokumentacją, wykazem potrzebnych komponentów, a nawet projektem ramki okularów. Cena komponentów nie powinna przekroczyć 100 dolarów.

Czego można się spodziewać po DolphinView? Thaller opisał swoje wrażenia ze spaceru po parku. Poza tym, że słyszał to co zwykle, w jego głowie wciąż brzmiały rytmiczne „kliki”, informujące go o odległości od różnych obiektów. Wrażenie jest podobno surrealistyczne, ale można się do niego przyzwyczaić. Znamy przypadki, gdy ludzie „dorabiali” sobie nowe zmysły i dzięki niezwykłej neuroplastyczności mózgu używali ich z powodzeniem, więc z DolphinView nie powinno być inaczej. Autor projektu zauważył, że z czasem zaczął znajdować sens w dźwiękach, które słyszy i łączyć je z modelem otoczenia, jaki buduje jego umysł. Z czasem nauczył się nawet w pewnym stopniu poruszać z zamkniętymi oczami.

Pojawił się jednak inny problem, który dyskwalifikuje DolphinView w obecnym kształcie – mała moc obliczeniowa. Gdyby w projekcie wykorzystany został mocniejszy komputer, jak Raspberry Pi, sterownik dźwięku i sensor mogłyby działać niezależnie i informować o sytuacji z mniejszym opóźnieniem. Obecnie projekt zupełnie się nie nadaje do wykrywania szybko poruszających się przedmiotów. W porównaniu do zmysłów delfinów headset jest niezmiernie ubogi. Zwierzęta te są w stanie rozpoznawać nie tylko położenie przedmiotów, ale też ich gęstość, a być może jeszcze więcej.