“他通过弹舌音来了解自己在空间中的位置。这基本上是蝙蝠所做的。”科学播客 Invisibilia 最近这样描述 Daniel Kish，一位自学了回声定位导航的盲人。但他们的描述略有偏颇。虽然人类和蝙蝠都能通过回声描绘视觉景象，但尖耳朵的飞行者拥有一个巨大的优势：超声波。
那些提供更清晰世界图景的更高频率，正是 Sonic Eye 的基础，这是一种复制蝙蝠回声定位的头盔。
斯坦福大学理论神经科学家、联合创始人 Jascha Sohl-Dickstein 表示：“我们想知道人类是否需要特殊的神经线路才能进行回声定位，或者人类大脑是否能以蝙蝠拥有用于超声波的耳朵所能获得的相同音频信息来做到这一点。”
该设备是 Sohl-Dickstein 和他在加州大学伯克利分校的前同事的一项副业项目，其特点是在顶部有一个扬声器，可以像蝙蝠一样发出超声波的“咔嗒”声。当回声从物体上反弹回来时，声波会进入两个蝙蝠形状的耳朵——称为耳廓——它们位于头盔两侧，并有助于判断回声的方向。每个耳廓由粘土制成，中心嵌入了一个超声波麦克风。一个计算机程序会记录回声并将其瞬间减速 20 倍。
降低速度和音调，可以将人耳无法感知到的超声波回声变得可听。然后，Sonic Eye 的佩戴者可以使用回声延迟来判断距离或在脑海中跟踪周围环境（见下方的视频）。在上个月发表的一项研究中，该团队表明，戴着 Sonic Eye 的蒙眼佩戴者可以判断一个餐盘是向左/右移动还是向上/向下移动了约 20 厘米——略长于一张美元纸币的长度。
除了可能帮助盲人外，这项新设备有力地证明了人类大脑天生就能像蝙蝠一样理解高分辨率的声景。其他辅助设备也尝试过收集超声波回声，但它们通常会重新处理声音，丢弃大量空间信息。
“这就是这里的新颖之处。一个人使用 Sonic Eye 来对环境做出声音判断，但它除了降采样之外，不对信号做任何处理。”英国杜伦大学心理学家 Lore Thaler 表示，他并未参与该设备的研发。
Thaler 专注于人类回声定位，她的研究表明，专家回声定位者的声音感知在心理上介于视觉和听觉之间。当像 Kish 这样的盲人回声定位者坐在功能性磁共振成像（fMRI）中，弹舌并听到回声时，他们的视觉中枢会亮起脑部活动，这与有视力的人看到东西时非常相似。
但这里有一个有趣的转折。当盲人和有视力的人都尝试回声定位时，另一个与理解视觉运动相关的脑区会启动。
Thaler 表示：“似乎大脑处理回声定位的方式与其他类型声音的信息有所不同。回声定位不仅仅是听觉，而是一种特殊的空间听觉形式，大脑可能将其与听觉的其他方面分开处理。”
目前，盲人回声定位者在这项技能上远比接受过训练的有视力者要好，因为许多人，如 Kish，在孩童时期就培养了这项才能。这项技能的完善需要数月或数年。问题是，Sonic Eye 是否也适用。
现任职于麻省理工学院的感官神经科学家、联合开发者 Santani Teng 表示：“理论上，与回声定位者用舌头发出的声音相比，超声波信号可以获得更高的分辨率。”超声波的蝙蝠鸣叫声，由于波长较短，比人声发出的任何回声都能从物体上反弹回更多的声波。超声波回声有更多的回弹部分，这为大脑提供了更多的空间信息。蝙蝠可以感知到小至 6 毫米的差异——相当于叠在一起的三枚镍币的厚度。
使用超声波获得更好的音频-空间图像，可能会加速人类的回声定位学习过程。此外，Thaler 说，大多数失明的人类回声定位者仍然使用导盲杖，因为他们在判断高度和检测地面附近的障碍物方面存在困难。她说，看看未来的用户是否能更容易地追踪地面上的物体会很有趣。
Teng 表示：“您不希望屏蔽人们导航所需的感官线索。”例如，蝙蝠可以根据猎物的体型来调整其超声波脉冲。Teng 说，失明用户应该能够根据自己的意愿更改超声波输出。
但在此之前，该团队希望将目前的模型小型化成一个头带。联合开发者、神经科学博士生 Benjamin Gaub 正在将 Sonic Eye 开发成一种适合视障人士的产品。目前，Sonic Eye 需要一个装有设备软件的背包式笔记本电脑，但稍作调整，简单的程序就可以在微芯片或智能手机上运行。团队还将咨询湾区的盲人社区，以定制其他功能。
