- 視力を失った後、音で周囲を把握してきた Daniel Kish の事例は、エコーロケーションが特別な能力ではなく、訓練可能な移動技術であることを示している
- エコーロケーションは、口で出した短いクリック音の 反射の違い を聞き取り、壁・ドア・表面の質感のような手がかりを心の地図へ変換する方法である
- 初心者でも聴覚訓練を経れば、物体の大きさや位置を偶然以上の精度で判断できるが、視覚に慣れているほど他の感覚に集中しにくい
- 練習にはアイマスク、金属製のトレーやボウル、杖またはパートナーが役立ち、あまりに何もない野原や音を吸収するカーペット空間は避けたほうがよい
- クリックの練習は、物体の有無・方向・距離の判断から廊下の移動へと広がり、30〜45分ごとに休憩し、長い反復訓練を前提にする必要がある
Daniel Kishとエコーロケーションの原理
- Daniel Kish は幼少期に視力を失った後、口で短く鮮明なクリック音を出し、その反射音を聞きながら移動する方法を独学で身につけた
- コウモリのクリック音は人間には聞こえない周波数であることが多いが、Kishのクリック音は人の耳にも聞こえる
- 反射音は周囲の環境についての心の地図を作るために使われる
- 壁やドアのような 大きな輪郭
- 物体や表面の 質感の違い
- Kishは現在、主に視覚障害のある学生にエコーロケーションを教えており、この訓練が自信と自立性を高められると考えている
- 坂があり車が並ぶ通りで自転車に乗る事例でも知られている
学習可能性と聴覚の拡張
- 関連する学術研究は、熟練したエコーロケーターが音で環境を把握する方法を分析してきており、この技術が 学習可能 であることも裏づけている
- University of California, Berkeley の研究チームは、初心者に舌のクリック音で前方にある二つの物体のうちどちらが大きいかを判断させたところ、参加者はまもなく偶然とは考えにくい水準まで到達した
- Kishは、視覚が他の感覚を鈍らせることがあるため、意識的に他の感覚を鍛える必要があると考えている
- 熟練したエコーロケーターは、植物の反射音の違いも聞き分けられる
- キョウチクトウの茂みは「無数の鋭い反射」のように聞こえる
- 常緑樹は密な小枝が「スポンジやカーテン」のような音に聞こえる
1段階: 周囲の音の変化を聞く
- 自分でクリック音を出す前に、まずは周囲の音がどう変化するかを 聞く練習 から始める
- 運転していない立場で車に乗ったとき、窓を少し開けて目を閉じれば、比較的速くさまざまな風景を通り過ぎながら音の違いを聞き取れる
- 住宅街の道路では、車が通る間に、駐車中の車、木、柱、郵便受け、道路沿いの家が車の音をそれぞれ異なる形で反射する
- 目標は、意図的に作った音だけでなく、日常に流れている 副次的なサウンドトラック にも注意を向けることである
2段階: 準備物と感覚の遮断
- 視力のある人には アイマスク が必要である
- Kishは、目が同時に働いていると微細な音の違いを識別するのは非常に難しいと述べている
- ある感覚を遮ると、支配的でない感覚がより積極的に働く余地が生まれる
- 練習には次のような準備物が使われる
- 金属製のトレーまたはボウル
- 後で空間を移動するときに使うトレッキングポールまたは杖
- 進行方向がずれたときに知らせてくれる信頼できるパートナー
3段階: 練習に適した環境を選ぶ
- 熟練者は部屋の性質そのものまで聞き取ろうとし、ブリキの装飾や控え壁のような要素も音の特徴を作り出すことがある
- 初心者にとって場所選びは バランスの問題 である
- 音が反射する対象がほとんどない平坦な野原は適していない
- カーペットが広く敷かれ、聴覚の手がかりが減る場所も避けるべきである
- Kishは、比較的静かで、開けていて、物が多すぎない場所を勧めている
- 反響が強すぎない部屋も、初心者が始めるには適した環境といえる
4段階: 安定したクリック音を作る
- どんなクリック音でも同じ効果を生むわけではなく、中には返ってくる音をかえって覆い隠してしまうものもある
- Kishは、最もよくある悪いクリックとして cluck を挙げている
- cluck は二つのクリックが重なったように聞こえ、反射音を妨げることがある
- 良いクリックは乱れがなく、繰り返しても安定して出せなければならない
- 初心者に適した候補には次のようなものがある
- 失望したときに出す tsk-tsk のような歯のクリック
- 馬を動かすときに出す音
check や church の ch の音
- 自分にとって出しやすく、安定して続けられるクリック音を一つ選び、それを使い続けることが重要である
5段階: 物体の有無・方向・距離を把握する
- クリック練習の基本目標は三つある
- 物体があるかないか
- どの方向にあるか
- どれくらい離れているか
- Kishは学生たちに、パートナーと組んで練習させる
- パートナーがボウルや平らなパドルを学生の頭上のどこかに持つ
- 学生はクリックしながら頭を回し、ボウルが正面にあるのか横にあるのかを判断する
- 熟練者は常にクリックするわけではなく、自分が使っている心の地図を更新する必要があるときだけクリックする
- 初心者には、クリックの身体動作を身につけ、反射音を聞く方法を学ぶための反復練習が必要である
6段階: 動きながら聞く
- 次の段階は、同じ過程を 移動中 に行うことである
- 廊下を歩きながら、角や開いたドアを示唆する音の違いを聞き取ってみる
- 最初は足を引きずったり手探りになったりしやすく、もどかしさを感じやすい
- パートナーに方向が合っているか尋ねることはできるが、アイマスクを着けたならそのまま着用し続けるべきである
- Kishは、アイマスクを外したり着けたりすると適応の過程が妨げられるため、視覚で体験を確認するやり方を避けようとしている
休憩と熟練の限界
- 新しい方法で世界の中を移動することは興味深いが、方向感覚を大きく揺さぶることがある
- Kishは、視力があり非視覚的な移動に慣れていない人は 30〜45分ごとに休憩 が必要だと考えている
- 非視覚的な移動が日常的な視覚障害のある学生たちは、より長く続けられる
- エコーロケーションには忍耐と練習が必要であり、Kish自身も熟練するまでに何年もかかったと警告している
- 短く試してみるだけでも、世界を聞く方法は広がるかもしれない
1件のコメント
Hacker News の意見
オーディオ・ミキシングエンジニアはこうした技法をよく使っていて、学校やスタジオでも間接的に教えられる。ミックスの中で音がどこに「置かれる」のか、つまり距離感やステレオミックスにおける高さ感まで、かなり考えることになる。
ある時点で、ヘッドホンの中でも音の位置をつかめるようになり、それに気づいた瞬間はかなり不思議な感覚がする。
興味深いのは、最初は実際の環境をシミュレートしているのに、最終的には現実ではなく、メディアに対して人々が期待する音をシミュレートするようになる点だ。
例えば映像音響をやっていて学んだのは、列車内で誰かが文字を書くと、視聴者はペンが紙に触れる音を期待するが、実際には聞こえる可能性はほとんどないということ。爆発音も常に歪むが、実際の録音では音量のせいでマイクがクリッピングするからだ。
空間シミュレーションを扱った良い本として、David Gibson の The Art of Mixing があり、古いが今でも有効だ。
そこで気になるのは、本当に視聴者がそういうものを望んでいるのか、それとも何もかも分かっている制作者たちが、人々はそれを望んでいると思って入れているのか、ということだ。
思いつく一番近い例えは、練習のおかげで誰でも目を閉じていてもキーの位置を正確に思い浮かべながら長い文章をタイピングする想像ができる、ということだ。やってみればいい。
反響定位とは、物体、つまり音源ではない対象までの距離を知るために、特定の方向へ音を出し、返ってくる反響を聞くことだ。だから反響定位と呼ばれる。音源は自分自身だけだ。
これは能動センシングの一形態で、潜水艦のソナーやレーダーが動作する仕組みと文字どおり同じで、コウモリもそうしている。
だから「ヘッドホンの中で位置を探すこと」とはほとんど関係がない。そもそも能動的な部分が抜けているからだ。
また、両耳聴覚で音源の位置をつかむことと、音源が自分自身であるときに散乱した反射を分析することは同じではない。自分自身を基準にすれば、自分がどこにいるかはすでに分かっているのだから。
これが現在トップコメントである点が興味深く、議論に参加する前に記事を読んだ人がどれだけいるのか気になる。
視覚障害者が杖を反響定位に活用した初期の革新者の一人だった可能性を扱った素晴らしい本がある。Jason Roberts の A Sense of the World は、19世紀初頭、視覚障害と大きな痛み、限られた移動能力にもかかわらず世界を旅した James Holman の物語だ。
子どものころ、壁の近くにいるとそれを「聞く」ことができ、音だけで自分のいる空間の大きさをだいたい感じ取れることは分かっていたが、反射音を検知しようと自分で「ピン」という音を出す発想はなかった。本当に興味深いし、一度試してみたい。
おそらく以前の空間感覚は、自分の足音や周囲の環境音がごく微妙に反射することに基づいていたのだと思う。ずっと「自分のいる部屋を聞いている」という感覚だったが、ほかに説明する言葉がなかった。人々が実際にクリック音を出して反響定位をしていると知って、はるかにはっきりした。
ポッドキャストを聞いていて、話者がページをめくったことに、紙のカサカサ音ではなく、その紙がマイク内の声に与える影響で気づいたことがある。何が起きているのか認識する前に、先に「見えた」ような感じで、かなり不思議だった。
携帯型の超音波発信機が一定間隔でパルスを送り、イヤーピース型の受信機がそれに対応する音を可聴範囲に変換するようにしたらどうだろう、と思う。
この構成なら「舌の疲労」を減らせるし、超音波はより遠くまで届き、より小さな物体にも反射し得る。少なくとも興味深い実験にはなりそうだ。
犬の訓練に使うような単純な機械式クリッカーが有用な道具になるかもしれない。
別の方法は、耳の近くで超音波を別の音と混ぜることだ。そうすれば、どの地点でも電子式の耳は必要ない。音同士の干渉によって、聞こえない周波数を聞こえるようにできる。
関連動画: https://www.youtube.com/watch?v=PD3Y1l8XyUw
人間の反響定位で最も難しい部分は、「方向性があり、明瞭なクリック音を作ること」のように見える。「音の処理」の部分は、比較的緩やかな学習曲線でも脳がかなりうまく処理してくれる。
数年前、公共プールに同じ曜日の同じ時間帯によく行っていたのだが、似た時間帯にいつも鼻歌を歌っている老人がいた。プール、シャワー室、ロビーのどこでも、かなり大きいが行き過ぎではない音量でずっとそうしていた。
最初はその老人の変わった習慣くらいに思っていたが、何度か会ったあとでようやく、彼が視覚障害者だと知った。それも屋内での動き方や物の使い方からではなく、外で白杖を持っているのを見たからだ。
中では他の人と同じように空間を移動していて、かなり混み合った場所だった。その日、人間にも反響定位があるのだと知った。
この能力について、合理的に期待できる性能や最大性能がどの程度なのか、いまひとつ見当がつかない。印象的なデモはいくつか見せているが、どれほど正確なのか、つまり完全で正しく、一貫しているのかが気になる
どれほど速いのか、どのような環境で可能なのか、どの程度細かく把握できるのか、日常的に実用的なのかも知りたい
興味深い背景情報として、イルカの反響定位の説明がある: https://www.britannica.com/animal/cetacean/
「反響定位を行うイルカが得る情報量は、視覚のある人間が目から得る情報に似ている … ハクジラ類は、エコーから空間解像度を高めるために、約150kHzに達する非常に高い周波数を使う。他のイルカのような、ほとんどの柔らかい物体の内部や向こう側を『見る』ことができるが、ハクジラ類の反響定位の効果は約100メートルを超えると低下する」
十分に練習すれば、もしかすると可能かもしれない
関連記事:
Humans Can Learn to Echolocate (Livescience, 2015) https://news.ycombinator.com/item?id=10699105
How humans echolocate 'like bats' (BBC, 2018) https://news.ycombinator.com/item?id=16782557
Humans Can Learn How to 'Echolocate' in 10 Weeks, Experiment Shows (Sciencealert, 2021) https://news.ycombinator.com/item?id=27404132
Teach yourself to echolocate - 106 comments https://news.ycombinator.com/item?id=18208334