ما هو تحديد الموقع بالصدى؟

دانيال كيش: كيف أستعمل تقنية تحديد المواقع بالصدى (سونار)للإبحار في العالم (أبريل 2019).

Anonim

كان بن أندروود قد أصيب بالعمى بسبب السرطان منذ عمر السنتين. ومع ذلك ، إذا كنت ستزور حيه في كاليفورنيا ، فغالباً ما تجده يمارس رياضة ركوب الدراجات في الشوارع. معروف جدا شعبيا باسم "الصبي الذي يراها بدون عيون" ، يمكنه تمييز الناس والسيارات والدوران التالي في مساره.

إذا كان عليه أن يركض بك ، فستسمع - بخلاف جرسه - سلسلة من "أصوات الضجيج" الحادة التي قام بها. الأصوات ذات التردد العالي المنبثقة عنه تعود إليه بعد أن تعكس وترتعد عن الأجسام القريبة. ثم يستخدم هذه الأصداء لرسم خريطة أو "رؤية" محيطه. لقد طور هذا الواقع الواقعية Daredevil وشحذ إحساسًا بالرؤية بأن الحيوانات التي تم احتجازها في الظلام قد أتقنت على مدى ملايين السنين. هذه العملية تسمى على نحو مناسب تحديد الموقع بالصدى.

تعريف تحديد المواقع بالصدى

في حين أنه من المعروف أن بعض الخفافيش تشع النبضات من خلال أنفهم ، فإن معظم الخفافيش تميل إلى نطقها. يقاس التردد ليكون حوالي 200 نبض في الثانية ، ومع ذلك ، يمكن أن تختلف الفترة مع أنواع الخفاش. الاعتمادات: ادي Ciurea / Shutterstock

صرير الخفافيش هي أكثر ربحية من بن لأنه مع تردد أعلى يأتي دقة أعلى أو مزيد من التفاصيل الزاهية - فهي قادرة على تجنب العقبات لا أوسع من شعرة الإنسان! يستخدمونها لتحديد موقع الفريسة والتنقل فيها ، مثل الحشرات المربكة.

بما أن الموجات الصوتية المكتشفة التي تشكل الصور هي أصداء في الأساس ، يجب أن تتوافق مع القاعدة - يجب أن يكون قطار النبض المستعاد مرتفعًا بما يكفي للعودة إلى المرسل ، ولكنه قصير بما فيه الكفاية بحيث يعود صدى المرسل قبل المرسل التالي يغادر.

الثدييات البحرية

تقوم الحيتان بتنفيذ عملية تحديد الموقع بالصدى عن طريق إصدار سلسلة من النقرات عالية التردد. الاعتمادات: Catmando / Shutterstock

غالباً ما تسمى الأصوات الناتجة عن الحيتان بـ "الأغاني". إنهم يستخدمون هذه الأغاني ليس فقط للملاحة والطعام ولكن أيضًا للاتصال بعيد المدى وتحذير الآخرين من التهديدات المحتملة. من حيث اصطياد الفريسة ، تبعث الحيتان مجموعة من النقرات نحوها. مع تقدمهم ، يزداد عدد النقرات. في القرب من الفريسة ، ينمو بشكل كبير لدرجة أنه يمكن سماع هذه النقرات معًا كطنين متناسق.

Dolphin Echolocation

مجموعة من الدلافين الخارجة من السطح لتستقطب الأنفاس. (رصيد الصورة: vannino / Pixabay)

يساعد الجمع بين البيانات المرئية والصفقة البيئية على تحديد الشكل والسرعة والمسافة وحتى بعض الحقائق الأساسية حول البنية الداخلية للكائنات الموجودة في الماء! هذا يساعدهم على العثور على الطعام والسباحة في المياه العكرة.

Echolocation في البشر

نفذ باتمان سونار السلبي لرسم خريطة لجوثام عن طريق الاستماع إلى كل هاتف محمول في جوثام. سمح هذا لباتمان بتتبع موقع الجوكر عندما استخدم أحدهم هاتفًا بالقرب منه.

ومع ذلك ، في حين أن علم وظائف الأعضاء لدينا يمنعنا تمامًا من الطيران ، لا يمكن قول الشيء نفسه عن تحديد موقع الصدى. بن أندروود هو مثال ساطع على قدرتنا الغامضة المقموعة على توجيه أنفسنا بالموجات الصوتية. كان أرسطو هو أول من أدخل فكرة الحواس الخمس. كان يعتقد أن هذه الحواس منفصلة ومستقلة عن بعضها البعض. ومع ذلك ، فإن علم الأعصاب الحديث سيختلف بشدة.

اكتشف أطباء الأعصاب أن الأسلاك العصبية المرتبطة بهذه الحواس مثبتة كمجموعة من الأشجار المكثفة بشكل هائل. لا يسعهم إلا التأثير على تشغيل الحواس الأخرى. هذا هو السبب في أن الرائحة النفاذة لطعامك يمكن أن تفاقم مذاقه.

والأكثر من ذلك ، عندما تتوقف الشجرة عن النمو ، تنمو الأشجار الأخرى وتنتشر فوقها. بسبب مرونة الدماغ ، يؤدي انخفاض قيمة إحساس واحد إلى زيادة قوة أخرى. إن أسلاك اللمس والرائحة والسمع التي تستعمر أسلاك الرؤية البؤرية في دماغ الشخص الأعمى تسهل زيادة حساسيته اللمسية والشمية والسمعية.

يعتمد Daredevil على تحديد الموقع بالصدى لهزيمة أعدائه. (مصدر الصورة: تلفزيون Daredevil / Marvel)

ومع ذلك ، فإن تعزيز في حدة ليس ما كنت أتوقع تقليديا ؛ لا يجعلك العمى ببساطة مستمعًا أكثر حدة. وقد أظهرت الدراسات أن المكفوفين يسجلون بشكل متساو في اختبارات السمع كما يفعل الأشخاص ذوو الرؤية. من المستغرب أن الأصداء لا تحفز القشرة السمعية العمياء. بدلا من ذلك ، يقومون بتنشيط قشرته البصرية. هذا التحفيز هو ما يمكن بن من رؤية محيطه.

إن انتشار الأسلاك يجعلك أكثر وعيا بالترادف العميق أو الترابط بين الحواس التي ظننت أنك لم تمتلكها أبدا. في الواقع ، لا يتعين على المرء أن يكون أعمى لتحقيق ذلك ؛ مع الممارسة المتعمدة ، يمكنك تدريب نفسك لترى مع أذنيك مثل الخفافيش أو الدلفين!

وجد العمل المبكر للعالم النفسي كارل دالينباتش في "رؤية الوجه" أن المكفوفين يمكن أن يكتشفوا وجود لوحة وضعت في طريقهم وهم يسيرون نحوها. غير أن ما لا يُصدق ، هو اكتشاف أن الأشخاص الذين كانوا معصوبي الأعين قد أظهروا ذلك حتى بعد إجراء 30 تجربة! اشتبه الباحثون في أن الأشخاص الذين تم رصدهم كانوا يرون فقط كيف كان الأشخاص المكفوفون - من خلال تنفيذ سونار النشط. لاختبار ذلك ، وضعوا الأشياء على السجاد ، داخل الجوارب السميكة. عانى كلا الموضوعين بالضبط مما تتخيله - خسارة "الرؤية". هذا "الحاسة السادسة" لم تدرس بعد بتفصيل واسع ، ولكن هذه النتيجة المذهلة قد فتحت أعيننا بالتأكيد على طرق جديدة وغير متوقعة (انظر ماذا فعلت هناك؟).