there’s something about geometry + architecture

June 8, 2012

‘Sound of Silence’ Leads the Blinds To Do Echolocation

Filed under: Uncategorized — jessica0jeje @ 13:30

Konser 4’33” memberikan pandangan baru pada masyarakat terhadap musik. Selama ini kita dibiasakan dengan menghadapi apa yang kita harapkan akan terjadi, dalam hal ini adalah orkes musik dengan kemegahan simfoninya. Namun ketika menghadiri konser milik John Cage, penonton dihadapkan pada hal yang tidak terduga. Cage memperdengarkan suara-suara dalam keheningan. Lagu “The Sound of Silence” memang sungguh terjadi, di mana orang diajak mendengarkan bunyi lain yang sebenarnya ada di sekitar kita namun kita kerap tidak menghiraukannya. Tidak ada tempat di dunia ini, selain anechoic chamber yang sengaja dibuat menghilangkan gema, yang tidak memiliki bunyi sama sekali. Sejak 1960-an, Bernhard Leitner berusaha mengungkapkan relasi antara bunyi, ruang, dan tubuh manusia. Bunyi berpindah dengan variasi kecepatan yang berbeda-beda di dalam ruang, ia naik dan turun, memantul ke depan dan belakang. “Sound of Silence” telah mendorong penelitian lanjut mengenai bagaimana orang bisa ‘mendengar’ kehadiran suatu objek berdasarkan refleksi dan ambiensi bunyi di dalam ruang. Seperti yang telah kita ketahui, kelelawar dan lumba-lumba telah menggunakan biosonar untuk bernavigasi. Lalu bisakah pendengaran dan kerja otak manusia mencapai tahap ini? Ada pula orang buta yang dapat menemukan jalur masuk, jendela, dan objek lainnya tanpa perlu melihat atau menyentuhnya. Apakah orang buta yang berpendengaran lebih tajam ini sebenarnya telah dapat menggunakan sonar seperti layaknya hewan?

Human echolocation menggunakan prinsip yang sama seperti yang dilakukan hewan. Kemampuan manusia yang sebenarnya telah ada namun harus dikembangkan ini telah diteliti sejak tahun 1950-an dan disebut juga sebagai “facial vision”. Dengan membuat suara seperti mengetukkan tongkat, memijakkan kaki, atau berdecak dengan lidah, manusia dapat melatih kemampuan mereka untuk berorientasi dan menginterpretasikan gelombang suara yang terpantul dari objek sekitar.

 Image and video hosting by TinyPic

Manusia yang melakukan echolocation dengan prinsip yang sama seperti kelelawar

Penglihatan dan pendengaran saling berhubungan karena keduanya dilakukan dengan memproses pantulan dari gelombang dan energi. Penglihatan memproses gelombang cahaya yang keluar dari sumbernya, dipantulkan oleh permukaan benda, lalu diterima oleh mata. Hal yang sama juga terjadi selama proses pendengaran. Gelombang bunyi keluar dari sumber suara, dipantulkan benda sekitar dan akhirnya sampai ke telinga kita. Pantulan suara atau gema bisa menyampaikan informasi spasial setaraf dengan yang disampaikan oleh cahaya. Melalui gema, orang buta dapat mempersepsikan informasi yang sangat kompleks dan spesifik mengenai lingkungan sekitarnya. Gema bisa memberi informasi tentang lokasi (depan/belakang, kanan/kiri, di atas/di bawah), dimensi (tinggi/pendek, luas/sempit), dan kepadatan objek (padat/cair, keras/lembut). Sesuatu yang tinggi dan sempit bisa dikenali sebagai tiang. Objek yang tinggi dan sempit di bawah namun membesar di atas bisa dikenali sebagai pohon. Sesuatu yang tinggi dan luas adalah dinding. Benda yang pendek lalu tinggi dan meluas di tengah lalu pendek lagi bisa dianggap sebagai mobil yang sedang diparkir. Objek yang berada di posisi rendah dan luas bisa berarti pot, dinding rendah, trotoar, atau tepi jalan. Sesuatu yang dekat dan sangat rendah namun menyusut di kejauhan atau di ketinggian bisa dipahami sebagai langkah kaki. Kemampuan memahami kepadatan cukup sulit namun informasi yang didapat bisa lebih kaya. Misalnya, benda yang rendah dan padat bisa dikenali sebagai meja. Sesuatu yang rendah dan jarang-jarang adalah semak-semak, dan objek yang luas, tinggi dan jarang-jarang kemungkinan adalah pagar. Karakteristik akustik yang unik dan dalam setiap pantulan bunyi memungkinkan semua hal tadi terjadi. Suara yang berasal dari objek yang ada di kiri akan tiba sedikit lebih cepat di telinga kiri sekaligus lebih keras. Bunyi yang terpantul ke permukaan bidang sambil kita menjaga jarak yang sama, akan menghasilkan pantulan suara dengan kecepatan tetap. Jika permukaan dimiringkan maka ada bagian yang lebih dekat dengan kita sehingga nada yang bunyi dihasilkan lebih tinggi, sedangkan di bagian yang lebih jauh nada bunyi akan terdengar lebih rendah. Tekstur dari permukaan kasar akan menyebabkan adanya bagian-bagian yang lebih dekat dan yang lebih jauh sehingga timbul perbedaan nada bunyi.

Dengan dikembangkannya penelitian ini maka orang buta bisa berlatih dan tidak akan menjadi resipien pasif atau terpinggirkan lagi. Mereka bisa aktif membuat hidup yang lebih berkualitas. Lalu bila bisa menjadi manusia super, kenapa kita tidak ikut mempelajarinya? Sayangnya, orang berpenglihatan normal tidak bisa mencapai kemampuan otak semacam ini. Kemungkinannya dikarenakan kemampuan untuk echolocation dan penglihatan saling bersaing memperebutkan tempat yang sama dalam otak, yaitu calcarine cortex. Pada manusia, kedua kemampuan ini tidak bisa ada secara berdampingan sehingga salah satunya harus dinonaktifkan.

Saya sendiri, sebagai orang yang tidak biasa melakukan echolocating, sangat sulit mempraktikannya. Dengan mata tertutup, saya cuma bisa membedakan suara di tempat yang sempit dengan yang luas, tapi bila sampai menebak jarak bahkan tekstur rasanya tidak mungkin. Namun, dari usaha tersebut saya menyadari mengapa orang yang tidak buta sangat sulit melakukan echolocating. Orang yang bisa melihat cenderung fokus ke sumber bunyi daripada bunyi pantulan itu sendiri. Saat saya menutup mata, saya mendengar berbagai bunyi yang ada di kamar dan yang terdengar dari jalanan di kejauhan dan malah mencoba menebak bunyi apakah itu, dari mana datangnya, dan jaraknya seberapa jauh dari saya. Saya sama sekali tidak dapat fokus pada bunyi pantulannya saja, padahal bunyi pantulan tersebutlah yang akan membantu orang buta mengenali ruang di sekitarnya. Berikut ini adalah contoh pengalaman ruang pelaku echolocating.

Image and video hosting by TinyPic

Saat berusaha mengenali jarak dinding atau lebar dan panjang sebuah ruangan, suara berdecak akan terpantulkan secara berbeda dalam ruangan luas dan sempit. Ruangan yang lebih luas akan memiliki waktu pantul yang lebih lama dan gemanya tidak sebanyak dan sekeras ruangan sempit.

Image and video hosting by TinyPicImage and video hosting by TinyPic

Kemudian, bagi orang yang bisa melihat, ia sudah mendapat informasi mengenai adanya bukaan sejak beberapa meter sebelumnya dan bahkan bisa mendapat informasi isi ruangan tersebut dari kemiringan posisinya tersebut (gambar kiri atas). Sedangkan bagi orang buta, ia baru menyadari adanya bukaan setelah ia lewat sangat dekat dengan pintu terbuka tersebut (gambar kanan) karena merasakan adanya perbedaan pantulan suara. Tapi ia sulit mengetahui informasi di dalam ruangan bila ia belum memasukinya.

Image and video hosting by TinyPic

Saat mendengar langkah kaki, pelaku echolocating (PE) mendapat informasi dari sumber suara yang bertahap berpindah tempat maka pengalaman ruangnya bergantung pada si sumber suara. Misalnya, bunyi pantulannya keras berarti ruangan memakai keramik dan bila lembut berarti memakai karpet. Berjalan melalui belokan juga akan membuat suara terdengar lebih kecil akibat dinding pengahalang.

Image and video hosting by TinyPic

Bila ada sofa dan tangga dala ruangan, PE bisa mengenali perbedaan keduanya dari titik yang agak jauh karena suara menuju sofa banyak terserap (panah pink) dan yang terpantul (panah biru) lebih sedikit daripada tangga kayu.

Image and video hosting by TinyPicImage and video hosting by TinyPic

Sekarang bila kita ganti sofa dengan kursi kayu, di titik yang sama PE bisa mengetahui adanya dua benda dalam ruangan akibat suara pantul (panah biru) namun belum mengetahui apakah keduanya berjenis sama atau tidak. Setelah berada lebih dekat barulah PE bisa mengidentifikasi benda apa yang ada di dekatnya (gambar kanan).

Image and video hosting by TinyPic

Bila ruangan diisi tiga benda dengan kemampuan menyerap dan memantulkan suara yang berbeda maka PE mudah mengetahui keberadaan tiga benda ini dari jauh.

Image and video hosting by TinyPicImage and video hosting by TinyPic

Namun, bila kursi kayu kita ganti sofa maka ia akan menjadi sulit dibedakan dengan ranjang yang sama-sama menyerap suara dan bahkan PE bisa menganggapnya sebagai satu benda (gambar kiri). Setelah berada lebih dekat barulah PE menyadari kehadiran dua benda tersebut tapi untuk mengetahui mana yang sofa dan mana yang ranjang tanpa meraba memang cukup sulit karena fiturnya yang mirip.

Image and video hosting by TinyPic

Bila dalam ruangan terdapat lemari dengan posisi di atas, maka pada posisi PE baru memasuki ruangan, ia tidak akan mengetahui apa yang ada di balik lemari tersebut karena pantulan suara sudah terpakai untuk dipantulkan lemari dan tangga. Ia hanya menyadari adanya celah di mana tidak ada pantulan di sana. Pengalaman ruang ini berbeda dengan orang yang bisa melihat di mana kita sudah bisa mendapat informasi yang ada di balik lemari dari posisi ini.

Sekarang, mari kita lihat pengalaman ruang PE yang mulai memasuki ruangan dengan tata letak barang sebagai berikut.

Image and video hosting by TinyPic
1. Sejak mendengar pantulan suara berdecak, PE segera mengetahui jarak dinding di sekitarnya. Hal ini paling mudah dilakukan karena dinding berukuran besar dan banyak memantulkan suara sehingga mudah dikenali.

Image and video hosting by TinyPic

2. Setelah mengetahui area mana yang terbuka, PE berjalan lebih dekat ke benda dan bisa mengetahui tiga benda yang ada. Tetapi, tiang lampu sulit dideteksi karena fiturnya yang tipis. Tangga dan meja kursi yang pemantulannya bersifat sama masih dianggap satu kesatuan.

Image and video hosting by TinyPic

3. Setelah berjalan lebih dekat lagi barulah PE bisa membedakan mana tangga dan mana yang meja kursi.

Image and video hosting by TinyPic

4. Pengidentifikasian sofa juga baru bisa dilakukan dari jarak dekat.

Image and video hosting by TinyPic

5. Tiang lampu baru diketahui keberadaannya dari jarak yang sangat dekat. Fiturnya yang sangat tipis membuat adanya sedikit sekali suara pantul (panah biru) dan banyak suara yang diteruskan (panah merah).

Percobaan berikutnya dilakukan dengan penambahan kipas pada ruangan.

Image and video hosting by TinyPicImage and video hosting by TinyPic
Sejak memasuki ruangan PE bisa mendengar baik suara kipas maupun suara pantulannya pada dinding sehingga informasi luas ruangan bisa didapat (gambar kiri). Namun, begitu PE ingin mengidentifikasi benda (gambar kanan), hal ini menjadi sulit karena adanya suara kipas (panah merah) yang keras dan mengganggu. Suara sumber suara melampui kerasnya suara pantul terhadap benda (panah biru).

Pengalaman ruang PE di luar ruangan juga hampir sama dengan saat di dalam ruangan namun lebih sulit karena banyak dan kerasnya sumber-sumber suara lain yang menghambat proses pendengaran pantulan suara.

Image and video hosting by TinyPic

1. PE bisa segera mengetahui adanya bangunan dari titik ini. Hal ini mudah dilakukan karena dinding bangunan tinggi, luas dan merata sehingga pemantulannya banyak dan serupa. Adanya jalan raya dikenali dari suara kendaraan yang melintas. Bila tidak ada mobil mungkin keberadaannya sulit dideteksi.

Image and video hosting by TinyPic

2. Keberadaan pohon bisa dideteksi dan dikenali dari jarak lebih dekat. Adanya suara gemerisik pohon (panah merah) akan lebih membantu dibandingkan suara pantul dari kita terhadap pohon (panah biru)

Image and video hosting by TinyPic

3. Pengidentifikasian benda yang lebih kecil seperti kursi dan kotak pos baru bisa dilakukan dari jarak yang lebih dekat lagi. Namun, suara kendaraan bisa menghambat proses ini

Image and video hosting by TinyPic

4. Lampu jalan yang tipis dan meninggi baru bisa dikenali dari jarak sangat dekat. Namun, karena lebih tinggi dan sedikit lebih tebal, pengidentifikasian lebih mudah daripada standing lamp di rumah.

Kesimpulan dari simulasi di atas adalah pengalaman ruang PE meluas melalui tahap-tahap pengenalan benda di sekitarnya. Hal ini terjadi baik di dalam maupun di luar ruangan. Efektivitas echolocation lebih besar di dalam ruangan adanya dinding pelingkup yang menghambat suara pantul keluar ruangan dan tidak adanya sumber suara lain yang lebih keras dan mengganggu. Zona pengidentifikasian dimulai dari tahap:

  1. Dinding batas ruangan atau dinding bangunan
  2. Kelompok benda yang berkarakteristik akustik sama, yaitu menyerap atau memantulkan suara
  3. Adanya jarak yang memisahkan dua benda berkarakteristik sama akan memudahkan membedakan dua benda tersebut
  4. Pengidentifikasian benda dilakukan setelah PE berada di hadapan benda tersebut
  5. Pengidentifikasian benda yang lebih kecil, tipis, dan rumit dilakukan dari jarak sangat dekat dan paling sulit dilakukan.

Referensi:

D. Rosenblum, Lawrence, Michael S., Luis J. “Echolocating Distance by Moving and Stationary Listeners”.2000. Vol. 12, No. 3, hlm. 181-206

Kish, Daniel. “Evaluation of an echo-Mobility training program for Young blind people”. 1982. Master Thesis. University of Southern California.

Viegas, Jennifer. “Like Bats, People ‘Hear’ Silent Objects”. Discovery News. 11 Juni 2008. http://dsc.discovery.com/news/2008/06/11/hearing-sound.html

“Human echolocation”. http://en.wikipedia.org/wiki/Human_echolocation

“Sonar System For The Blind”. ScienceDaily. 25 Juni 2008. http://www.sciencedaily.com/releases/2008/06/080625153404.htm

Leave a Comment »

No comments yet.

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Create a free website or blog at WordPress.com.

%d bloggers like this: