Was kann die Klicksonar-Technik?

Klicksonar Übung mit kleinem Kind

"Bäume suchen" ist ein kleines Spiel für Kinder. Der Wahrnehmungsradius wächst mit der Lautstärke des Klicks.

Beim Klicksonar geht es zunächst um die Wahrnehmung von Objekten, und erst im weiteren Sinn um die Identifikation von Objekten. Zum Beispiel ist es in der autonomen Bewegung auf der Straße entscheidend, dass Hindernisse wahrgenommen werden, aber nachrangig, um welche Objekte es sich handelt. Dennoch: Erfahrene Anwender können mit Klicksonar z.B. Baumarten voneinander unterscheiden und Autoformen benennen (Limousine, Kombi, Pick Up, SUV). Schon Anfänger können im Bus leere Sitzplätze finden oder den Weg zwischen parkenden Autos und Häusern geradeaus laufen ohne an Briefkästen oder Laternenpfähle zu stoßen. Es können Fassadenstrukturen von Gebäuden unterschieden werden und so wiederum Schlüsse auf deren Art gezogen werden. Man kann zielgenau auf ein Gebäude und dessen Eingang oder die auf einer Kreuzung gegenüberliegende Gebäudeecke zugehen oder in einem Park auf eine Bank zulaufen, etc.

Im Straßenraum geht es natürlich nicht nur um die um Vermeidung von Hindernissen, sondern auch um die Orientierung. Wo befinde ich mich? Wie nah sind welche Objekte und welche Schlüsse kann ich aus dem Kontext ziehen. Hier spielt dann auch das Erkennen von Objekten eine Rolle: kann ich das Ziel identifizieren? Wenn ich das Ziel identifizieren kann, kenne ich meine Richtung! Hier wird die Erweiterung des Horizontes deutlich, weit über Armradius und Langstockradius hinaus.

Die jüngste wissenschaftliche Studie hat sich damit beschäftigt, wie das menschliche Gehirn Bilder aus den Klicksonar-Echoreizen produziert. „Blinden Menschen sollte klar sein, dass dies eine Chance ist – dass man ziemlich viel mit Echoortung erreichen kann,“ sagt Mel Goodale, Leiter des „Centre for Brain and Mind“ an der University of Western Ontario in London, Canada, und leitender Kopf der Studie, die am 25.05.2011 in PLoS One veröffentlicht wurde. „Ich halte es für wichtig, dass es sich verbreitet.“ Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass der blinde Proband, der Echoortung schon im Kleinkindalter angewendet hat, möglicherweise ein viel klareres Bild des Raumes vor ihm per Echoortung erzeugen kann.

Sie finden hier weiteres Material zum wissenschaftlichen Hintergrund von Echoortung und Klicksonar sowie Presseveröffentlichungen und Fernsehmaterial.

Diese Informationen werden verwertet:

Echos können ab einer Entfernung von 30cm bis etwa 200m interpretiert werden. Objekte, die kleiner als etwa 2cm sind können aufgrund der minimal erzeugbaren Wellenlänge nicht wahrgenommen werden. Für die Nähe ist der schwache hohe Knall, der vorn am Gaumen mit E-Lippen erzeugt wird besser, da er wegen der kleinen Wellenlänge eine hohe Auflösung ermöglicht. Der weiter hinten am Gaumen erzeugte Power-Klick mit offenen O-Lippen reicht weiter, bei geringerer Auflösung. Der Schall wird von unterschiedlichen Materialien relativ eindeutig unterschiedlich reflektiert, dadurch kann eine Vielzahl von Oberflächen und Materialdichten unterschieden werden. Die Entfernung des Objektes zum „Betrachter“ ist, besser sogar als von Sehenden, durch die Verzögerung des Echos sehr genau hörbar (im Bereich 50cm bis 12m können Unterschiede von 10cm gehört werden). Und nicht zuletzt sogar die Form eines Objektes ist durch mehrmaliges Zungenklicken gut erkennbar.

Klicksonar-Echo und Baum gehören zusammen

Entscheidend für den Lernvorgang im Gehirn ist, dass Objektecho und das Begreifen des Objekts eine gemeinsame Erfahrung ist. Die Zuordnung der Informationen ist genauso wichtig und aufwändig wie bei einem sehenden Kind, dessen Gehirn in den ersten Lebensmonaten das Interpretieren des Lichts lernt.

Vermischt mit dem passiven Geräuschbild und den konnotativen Fähigkeiten des Gehirns befähigt diese Technik jeden Blinden nach wenigen Wochen Training zu einer großen Eigenständigkeit, besonders an unbekannten Orten. Die Lernkurve beim Hören ist relativ steil, so dass auch Anfänger schnell damit arbeiten können. Das Gehirn stellt sich nach ein bis zwei Wochen täglicher Nutzung auf eine Bildverarbeitung der Echosignale um. Die Feinheiten kommen mit der Übung und entwickeln sich mit den Jahren. Von den erfahrenen Klicksonar-Lehrern kommen unzählige Tipps, wie die Technik im Laufe der Zeit verfeinert werden kann.

Die aktuelle Studie der Forscher Lore Thaler, Stephen R. Arnott und Melvyn A. Goodale vom Department of Psychology an der University of Western Ontario, London, Ontario in Kanada schließt mit dem Satz: „[Die Probanden] E.B. and L.B. nutzen die Echoortung in einer Art, die dem Sehen erstaunlich nah zu sein scheint.”

Lesen Sie zum Verständnis der Studie die ausführliche Interpretation der Studienergebnisse von Greg Downey. Er geht so weit, dass er beinahe von einem von den meisten Menschen ungenutzen eigenen Sinn sprechen möchte. Sie finden hier weiteres Material zum wissenschaftlichen Hintergrund von Echoortung und Klicksonar sowie Presseveröffentlichungen und Fernsehmaterial.

Wie gut „sieht“ man die Klick-Echos?

Das Bild, das sich ein Blinder mit der Nutzung von Klicksonar von der Umwelt machen kann, ist jeder anderen bisher verfügbaren nicht invasiven Technik weit überlegen. Es zeigt in ausreichender Schärfe und großer Tiefe vorhandene Objekte im Umfeld des blinden Nutzers und ermöglicht ihm deshalb ein hohes Maß an Sicherheit und Orientierung. Verglichen mit einem kurzsichtigen Menschen über 6 Dioptrien ohne Sehhilfe, kann sich ein Echoorter mit seiner Technik deutlich sicherer bewegen als dieser. Besonders entscheidend für Orientierung und Navigation ist der relativ präzise räumliche Eindruck der Umgebung – und damit auch von der Position und Art der Objekte in der nahen und weiten Umgebung. Dies geschieht wie beim sehenden Menschen ohne weitere Konzentration auf Einzelheiten im Unterbewusstsein.

Viele Objekte können sofort und einfach erkannt werden – andere werden zwar wahrgenommen, aber erst mithilfe des Kontextes identifiziert. Dabei spielen einige Faktoren eine Rolle, die von Fall zu Fall mehr oder weniger zur Seite stehen. Für die meisten Situationen wird Material, Dichte, Größe, Entfernung, Umwelt, Geräusche, Zusammenhänge, Bekanntheit etc ausreichen.

In den meisten Disziplinen der Wahrnehmung jedoch liegt das Echosehen hinter dem Lichtsehen zurück. Manche Phänomene bleiben völlig ausserhalb der Wahrnehmung, wie zum Beispiel Farben. Das Bild, das selbst der geübte Nutzer erhält, hat eine sehr viel schlechtere Auflösung – man spricht von etwa 1:10.000. Kleine Objekte oder Details unter zwei Zentimeter sind nicht wahrnehmbar. Auch geübte Klicksonar-Nutzer können Personen nicht an ihrem Äußeren erkennen.

Grenzen der Auswertung von Klicksonar im Alltag zeigt die Tatsache, dass nur Objektoberflächen im Winkel von geschätzten 80-100° ein nutzbares Echo zurück werfen. Je nach Oberflächenstrukturen und Ornamenten. Oberflächen mit flacheren Winkeln sind nicht wahrnehmbar, da sie kein Echo zurückwerfen. Ebenso Löcher oder abfallende Kanten sowie sehr kleine oder schmale Objekte. Für Letzteres bleibt der Blindenstock unerlässlich!

„Auch mit Echolokalisation und Langstock ist und bleibt die eigenständige Fortbewegung für blinde Erwachsene eine risikoreiche und mutige Angelegenheit – für blinde Kinder eine langwierige und mühevolle Entwicklungsaufgabe.”
Prof. em. Dr. Michael Brambring, Universität Bielefeld

Klicksonar-Simulation

Auf dem linken Bild können die wahrnehmbaren Informationen nur zum Teil simuliert werden. Es gibt nicht genug zweidimensionale visuelle Differenzierungsmöglichkeiten für eine perfekte Umsetzung. Das akustische Echobild ist ein 360°-Panorama im Gegensatz zu dem kleinen hier gezeigten Ausschnitt.
Zur Darstellung: Ein flacher Winkel z.B. vom Asphalt wirft kaum Signale zurück (Tönung heller). Mit der Entfernung des Objektes nimmt die Verzögerung des Echos zu (Tönung zunehmend heller dargestellt - hier müsste aber Entfernung spürbar simuliert werden). Unterschiedliche Materialien (Stein, Glas, Blech in verschiedenen „Klangfarben“) werfen unterscheidbare Echos zurück. Entfernung, Material und Dichte werden genau wie bei Sehenden unbewusst und räumlich wahrgenommen.
Legende
grün: Oberfläche stumpf
blau: Oberfläche glatt
dunkel: nah
heller: ferner
sehr hell oder weiss: nicht sichtbar (weil keine Fläche oder weil Entfernung zu groß oder weil Reflektionswinkel des Schalls nicht spitz genug)
sehr dunkel: intensiver, weil der Schall in Winkeln doppelt reflektiert wird

Alternative Simulation für Sehende

Um Sehenden eine vage Vorstellung zu geben, wie ein geübter Klicksonar-Nutzer „sieht“, versetzen Sie sich bitte in einen komplett dunklen 20 bis 30 qm großen Raum und lösen Sie dort einen Fotoblitz, der mehrfach in ein T-Shirt gewickelt ist, in Ihre Blickrichtung aus. Versuchen Sie verbleibende Farbeindrücke wegzudenken. Für einen Raumeindruck wird Ihnen bereits ein einmaliger Blitz genügen. Wenn Sie sich sicher fortbewegen wollen, müssen Sie nach Bedarf öfter blitzen. Nehmen Sie einen Langstock hinzu, damit Sie vor Ihren Füßen Hindernisse oder Löcher entdecken. Wenn Sie Langstock und Blitz weglassen, wissen Sie etwa, warum Ihr blindes Kind ohne diese Techniken Hemmungen hat sich zu bewegen.

Die größte deutsche Wissenssammlung zu Klicksonar:

Eine Antwort auf Was kann die Klicksonar-Technik?

  1. Dr.zurbruegg sagt:

    Also meine Erfahrungen sind anders, die senkrechten Metallgegenstände bringen ein sehr starkes Echo, also das Verkehrsschild, das Regenrohr und die Straßenlaterne , der Metallkasten natürlich auch!

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