Kỹ thuật định vị bằng tiếng vang tự học (2018)
(atlasobscura.com)- Trường hợp của Daniel Kish, người đã dùng âm thanh để nhận biết xung quanh sau khi mất thị lực, cho thấy định vị bằng tiếng vang không phải là một năng lực đặc biệt mà là một kỹ năng di chuyển có thể rèn luyện
- Định vị bằng tiếng vang hoạt động bằng cách nghe sự khác biệt của âm phản xạ từ những tiếng click ngắn phát ra bằng miệng và biến các manh mối như tường, cửa, hay kết cấu bề mặt thành một bản đồ tinh thần
- Ngay cả người mới bắt đầu cũng có thể, sau khi luyện nghe, đánh giá kích thước hoặc vị trí của vật thể tốt hơn mức ngẫu nhiên, nhưng càng quen dựa vào thị giác thì càng khó tập trung vào các giác quan khác
- Khi luyện tập, bịt mắt, khay hoặc bát kim loại, gậy hoặc bạn đồng hành sẽ hữu ích; nên tránh cánh đồng quá trống trải hoặc không gian trải thảm hấp thụ âm thanh
- Việc luyện click mở rộng từ nhận biết có hay không có vật thể, hướng và khoảng cách sang di chuyển trong hành lang, và cần nghỉ mỗi 30~45 phút cùng với quá trình luyện tập lặp lại kéo dài
Nguyên lý của Daniel Kish và định vị bằng tiếng vang
- Daniel Kish mất thị lực từ khi còn nhỏ, sau đó tự học cách di chuyển bằng cách phát ra những tiếng click ngắn, rõ bằng miệng và nghe âm phản xạ của chúng
- Tiếng click của dơi thường ở tần số con người không nghe được, nhưng tiếng click của Kish thì tai người vẫn nghe thấy
- Âm phản xạ được dùng để tạo ra bản đồ tinh thần về môi trường xung quanh
- Đường nét lớn như tường và cửa
- Sự khác biệt về kết cấu của vật thể và bề mặt
- Hiện nay Kish chủ yếu dạy định vị bằng tiếng vang cho học sinh khiếm thị và cho rằng việc luyện tập này có thể tăng sự tự tin và tính độc lập
- Ông cũng nổi tiếng với việc đi xe đạp trên những con đường có dốc và xe cộ đỗ kín
Khả năng học được và sự mở rộng của thính giác
- Các nghiên cứu học thuật liên quan đã phân tích cách những người định vị bằng tiếng vang thành thạo nhận biết môi trường bằng âm thanh, đồng thời cũng củng cố rằng kỹ thuật này có thể học được
- Nhóm nghiên cứu của University of California, Berkeley đã yêu cầu người mới dùng tiếng click bằng lưỡi để xác định trong hai vật thể phía trước thì vật nào lớn hơn, và những người tham gia nhanh chóng đạt đến mức khó có thể xem là ngẫu nhiên
- Kish cho rằng thị giác có thể làm các giác quan khác kém nhạy đi, nên cần chủ động rèn luyện các giác quan còn lại
- Người định vị bằng tiếng vang thành thạo thậm chí có thể phân biệt sự khác nhau trong âm phản xạ của thực vật
- Bụi trúc đào nghe như “vô số phản xạ sắc nhọn”
- Cây thường xanh với cành nhỏ dày đặc nghe như “miếng bọt biển hoặc tấm rèm”
Bước 1: Lắng nghe sự thay đổi của âm thanh xung quanh
- Trước khi tự tạo tiếng click, hãy bắt đầu bằng luyện nghe xem âm thanh xung quanh thay đổi như thế nào
- Khi đi ô tô mà không phải người lái, nếu hé cửa sổ và nhắm mắt, bạn có thể khá nhanh nghe ra sự khác biệt âm thanh khi đi qua nhiều khung cảnh khác nhau
- Trên các con đường trong khu dân cư, trong lúc xe chạy qua, xe đỗ bên đường, cây cối, cột, hòm thư và nhà ven đường phản xạ tiếng xe theo những cách khác nhau
- Mục tiêu là chú ý không chỉ đến âm thanh do mình chủ ý tạo ra mà còn cả nhạc nền phụ trợ phát sinh tự nhiên trong đời sống hằng ngày
Bước 2: Chuẩn bị đồ dùng và chặn bớt giác quan
- Người còn thị lực cần bịt mắt
- Kish nói rằng nếu mắt vẫn hoạt động đồng thời thì rất khó phân biệt những khác biệt âm thanh tinh vi
- Khi che bớt một giác quan, những giác quan ít chi phối hơn sẽ có thêm cơ hội hoạt động tích cực
- Các vật dụng sau được dùng trong lúc luyện tập
- Khay hoặc bát kim loại
- Gậy trekking hoặc gậy chống để dùng sau này khi di chuyển trong không gian
- Một người đồng hành đáng tin có thể báo khi bạn lệch hướng
Bước 3: Chọn môi trường phù hợp để luyện tập
- Người thành thạo còn cố gắng nghe ra cả tính chất của căn phòng, và những yếu tố như đồ trang trí bằng thiếc hoặc tường chống đỡ cũng có thể tạo nên đặc điểm âm thanh riêng
- Với người mới bắt đầu, việc chọn địa điểm là một bài toán cân bằng
- Cánh đồng phẳng gần như không có gì để phản xạ âm thanh thì không phù hợp
- Cũng nên tránh những nơi trải thảm rộng làm giảm các manh mối thính giác
- Kish khuyên nên chọn nơi tương đối yên tĩnh, thoáng và không có quá nhiều đồ vật
- Một căn phòng không có tiếng vang quá mạnh cũng có thể là môi trường phù hợp để người mới bắt đầu
Bước 4: Tạo ra tiếng click ổn định
- Không phải mọi tiếng click đều cho hiệu quả như nhau, thậm chí một số còn có thể che lấp âm thanh phản hồi quay lại
- Kish cho rằng kiểu click tệ phổ biến nhất là cluck
- cluck nghe như hai tiếng click chồng lên nhau nên có thể cản trở việc nghe âm phản xạ
- Một tiếng click tốt cần không bị lệch và có thể lặp lại ổn định
- Những lựa chọn phù hợp cho người mới gồm
- Tiếng click bằng răng kiểu tsk-tsk như khi tỏ ý thất vọng
- Âm thanh dùng để thúc ngựa di chuyển
- Âm ch trong “check” hoặc “church”
- Điều quan trọng là chọn một tiếng click mà bạn thấy thoải mái và có thể phát ra đều đặn, rồi tiếp tục dùng nó
Bước 5: Xác định có hay không có vật thể, hướng và khoảng cách
- Có ba mục tiêu cơ bản khi luyện click
- Có vật thể hay không
- Nó ở hướng nào
- Nó cách xa bao nhiêu
- Kish cho học viên luyện tập theo cặp với bạn đồng hành
- Người đồng hành cầm một cái bát hoặc mái chèo phẳng ở đâu đó phía trên đầu học viên
- Học viên click và quay đầu để xác định cái bát ở phía trước hay ở bên cạnh
- Người thành thạo không click liên tục mà chỉ click khi cần cập nhật bản đồ tinh thần mà họ đang sử dụng
- Người mới cần luyện lặp lại để học động tác cơ thể khi tạo click và cách nghe âm phản xạ
Bước 6: Vừa di chuyển vừa lắng nghe
- Bước tiếp theo là thực hiện cùng một quá trình đó trong lúc di chuyển
- Hãy đi dọc hành lang và thử nghe những khác biệt âm thanh gợi ý về góc cua hoặc cánh cửa mở
- Ban đầu bạn sẽ dễ kéo lê chân hoặc dò dẫm, và rất dễ cảm thấy bức bối
- Bạn có thể hỏi người đồng hành xem mình có đi đúng hướng không, nhưng nếu đã bịt mắt thì nên tiếp tục giữ nguyên
- Kish muốn tránh việc tháo bịt mắt ra rồi đeo lại vì như vậy sẽ cản trở quá trình thích nghi, nên ông không khuyến khích kiểm tra trải nghiệm bằng thị giác
Nghỉ ngơi và giới hạn của sự thành thạo
- Di chuyển trong thế giới theo một cách mới có thể rất thú vị nhưng cũng làm xáo trộn mạnh cảm giác định hướng
- Kish cho rằng những người còn thị lực và chưa quen di chuyển phi thị giác cần nghỉ mỗi 30~45 phút
- Các học sinh khiếm thị vốn đã quen với việc di chuyển phi thị giác trong đời sống hằng ngày có thể duy trì lâu hơn
- Định vị bằng tiếng vang đòi hỏi sự kiên nhẫn và luyện tập, và Kish cũng cảnh báo rằng ông đã mất nhiều năm mới trở nên thành thạo
- Chỉ cần thử trong thời gian ngắn thôi cũng có thể mở rộng cách bạn lắng nghe thế giới
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Các kỹ sư mixing âm thanh thường dùng những kỹ thuật như thế này, và trong trường học hay studio cũng giảng dạy gián tiếp. Họ phải suy nghĩ rất nhiều về việc âm thanh được “đặt” ở đâu trong bản mix, tức là cảm giác khoảng cách và cả cảm giác độ cao trong bản mix stereo
Đến một lúc nào đó, ngay cả khi đeo tai nghe bạn cũng có thể xác định vị trí của âm thanh, và khoảnh khắc nhận ra điều đó đem lại một cảm giác khá lạ
Điều thú vị là ban đầu ta mô phỏng môi trường thực, nhưng cuối cùng lại mô phỏng âm thanh mà mọi người kỳ vọng từ phương tiện truyền thông, chứ không phải thực tại
Ví dụ, khi làm âm thanh cho video, tôi học được rằng nếu ai đó viết trong tàu hỏa, khán giả sẽ kỳ vọng nghe thấy tiếng bút chạm vào giấy, nhưng trên thực tế gần như không thể nghe được. Tiếng nổ cũng luôn bị méo, vì trong bản thu thật, âm lượng khiến micro bị clipping
Một cuốn sách hay về mô phỏng không gian là The Art of Mixing của David Gibson; sách đã cũ nhưng vẫn còn giá trị
Vì vậy tôi thắc mắc liệu khán giả thật sự muốn như vậy, hay những nhà sản xuất vốn biết rõ mọi thứ lại đưa vào vì họ nghĩ mọi người muốn thế
Phép so sánh gần nhất tôi nghĩ ra là nhờ luyện tập, ai cũng có thể tưởng tượng việc nhắm mắt mà vẫn nhớ chính xác vị trí phím để gõ một đoạn văn dài. Cứ thử là biết
Định vị bằng tiếng vang là phát âm thanh theo một hướng cụ thể rồi nghe tiếng vọng trở lại để xác định khoảng cách tới một vật thể, tức một đối tượng không phải là nguồn âm. Vì vậy nó mới được gọi là định vị bằng tiếng vang. Nguồn âm chỉ là chính bản thân bạn
Đây là một dạng cảm biến chủ động, về cơ bản đúng như cách sonar của tàu ngầm hay radar hoạt động, và dơi cũng làm như vậy
Vì vậy nó hầu như không liên quan đến “xác định vị trí trong tai nghe”. Ngay từ đầu phần chủ động đã không có
Ngoài ra, việc thính giác hai tai xác định vị trí nguồn âm không giống với việc phân tích các phản xạ tản ra khi nguồn âm là chính bạn. Vì xét theo chính bạn thì bạn đã biết mình ở đâu rồi
Thật thú vị khi đây đang là bình luận đứng đầu, và tôi tự hỏi có bao nhiêu người đã đọc bài trước khi tham gia thảo luận
Có một cuốn sách rất hay nói về khả năng một người khiếm thị từng là một trong những người tiên phong dùng gậy cho định vị bằng tiếng vang. A Sense of the World của Jason Roberts kể về James Holman, người đã đi khắp thế giới vào đầu thế kỷ 19 bất chấp mù lòa, đau đớn nặng và khả năng di chuyển hạn chế
Khi còn nhỏ, tôi biết rằng nếu ở gần tường thì mình có thể “nghe” được, và chỉ bằng âm thanh cũng có thể cảm nhận sơ bộ kích thước không gian mình đang ở, nhưng tôi chưa từng nghĩ tới việc tự tạo tiếng “ping” để phát hiện âm phản xạ. Thật sự thú vị và tôi phải thử mới được
Có lẽ cảm giác không gian trước đây của tôi dựa trên sự phản xạ cực kỳ tinh tế của tiếng bước chân của chính mình hoặc âm thanh môi trường xung quanh. Tôi luôn có cảm giác “mình đang nghe căn phòng nơi mình đứng”, nhưng không biết diễn đạt thế nào; đến khi biết rằng người ta thật sự tạo tiếng click để định vị bằng tiếng vang thì mọi thứ rõ ràng hơn nhiều
Khi nghe podcast, đã có lần tôi nhận ra người nói đang lật trang không phải nhờ tiếng giấy sột soạt, mà nhờ ảnh hưởng của tờ giấy đó lên giọng nói trong micro. Cảm giác như tôi đã có thể ‘thấy’ trước khi kịp nhận thức chuyện gì đang xảy ra, khá kỳ lạ
Tôi tự hỏi nếu có một bộ phát siêu âm cầm tay phát xung theo chu kỳ, còn bộ thu dạng tai nghe chuyển âm thanh tương ứng sang dải nghe được thì sao
Cấu hình này có thể giảm “mỏi lưỡi”, và siêu âm đi xa hơn cũng như có thể phản xạ từ các vật thể nhỏ hơn. Ít nhất đây có vẻ là một thí nghiệm thú vị
Một clicker cơ học đơn giản như loại dùng để huấn luyện chó có thể cũng là một công cụ hữu ích
Một cách khác là trộn siêu âm với âm thanh khác ở gần tai. Khi đó không cần tai điện tử ở bất kỳ điểm nào. Sự giao thoa giữa các âm có thể biến các tần số không nghe được thành nghe được
Video liên quan: https://www.youtube.com/watch?v=PD3Y1l8XyUw
Phần khó nhất trong định vị bằng tiếng vang ở người có vẻ là “tạo ra tiếng click có tính định hướng và sắc nét”. Phần “xử lý âm thanh” thì não bộ xử lý khá tốt ngay cả với đường cong học tập tương đối thoải
Vài năm trước, tôi thường đến một bể bơi công cộng vào cùng ngày, cùng giờ, và vào khung giờ đó luôn có một ông cụ hay ngân nga. Dù ở bể bơi, phòng tắm hay sảnh, ông đều làm vậy liên tục, khá to nhưng không quá mức
Ban đầu tôi chỉ nghĩ đó là một thói quen kỳ lạ của ông, nhưng sau vài lần gặp mới biết ông là người khiếm thị. Không phải vì cách ông di chuyển hay sử dụng đồ vật trong nhà, mà vì tôi thấy ông cầm gậy trắng ở bên ngoài
Ở trong nhà, ông di chuyển trong không gian như mọi người khác, mà nơi đó còn khá đông. Hôm đó tôi học được rằng con người cũng có định vị bằng tiếng vang
Tôi chưa hình dung rõ hiệu năng có thể kỳ vọng một cách hợp lý, hay hiệu năng tối đa của khả năng này, sẽ ở mức nào. Bài viết có đưa ra vài màn trình diễn ấn tượng, nhưng tôi tò mò nó chính xác đến đâu — tức là có đầy đủ, đúng đắn và nhất quán hay không
Tôi cũng muốn biết nó nhanh đến mức nào, có thể thực hiện trong những môi trường nào, chi tiết đến mức nào, và có thực dụng trong đời sống hằng ngày hay không
Có một phần bối cảnh thú vị giải thích về định vị bằng tiếng vang của cá heo: https://www.britannica.com/animal/cetacean/
“Lượng thông tin mà cá heo dùng định vị bằng tiếng vang thu được tương tự như thông tin mà con người có thị giác nhận được bằng mắt … Các loài cá voi có răng sử dụng tần số rất cao, lên tới khoảng 150kHz, để tăng độ phân giải không gian từ tiếng vọng. Chúng có thể ‘nhìn’ vào bên trong và xuyên qua hầu hết các vật thể mềm như những con cá heo khác, nhưng hiệu quả định vị bằng tiếng vang của cá voi có răng giảm đi khi vượt quá khoảng 100 mét”
Nếu luyện tập đủ, có lẽ cũng có thể
Các bài liên quan:
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 bình luận https://news.ycombinator.com/item?id=18208334