Cymascope: När ljudvågor blir synliga bilder
I sitt laboratorium i Storbritannien visar akustikforskaren John Stuart Reid upp sin uppfinning, Cymascope – ett instrument som gör det möjligt att se ljudets dolda geometri. Det är en teknologi som omvandlar ljudvågor till detaljerade visuella mönster, vilket öppnar nya dörrar för att förstå allt från musikens struktur till djurens kommunikation.
Från sandplatta till vattenyta
Principen bakom Cymascope har rötter i 1700-talets experiment. John Stuart Reid förklarar grundidén med en historisk analogi som involverar en basplatta, sand och en violinbåge – en metod som först populariserades av den tyske fysikern Ernst Chladni.
”Du ser vad som händer när du för bågen längs sidan av plattan”, säger han. ”Det är nästan som magi, eftersom vi kan se det avtryck som ljudet har gjort på ytan genom sanden. Det är bokstavligen talat ljudets mönster. Det är den form som ljudet skulle ha haft om vi hade kunnat se det. Cymascope bygger på exakt samma princip, men istället för att använda en basplatta med sand använder vi vattnets yta.”
Instrumentet fungerar genom att projicera ljudvibrationer genom ett litet membran täckt av renat vatten. En ljusring belyser vattenytan och en videokamera fångar de komplexa mönster som bildas när ljudvågorna stör ytspänningen. ”Vad man ser är en direkt avbildning av ljudet”, förklarar Reid.
Ett fönster till delfinernas värld?
Ett av de mest uppmärksammade projekten involverar ett samarbete med den Florida-baserade valdjursforskaren Jack Kassewitz. Kassewitz samlar in ljud från delfiner och valar som sedan analyseras med Cymascope i Storbritannien. Målet är att avkoda deras sofistikerade språk.
”Vi måste börja med mycket enkla ljud”, berättar Reid. ”Jack Kassewitz kommer att arbeta med delfiner för att fånga upp de ljud de gör medan de föreställer sig enkla objekt, som en boll eller något annat de känner igen från sin miljö. Det gör det möjligt för oss att se ljudmönstret på Cymascope och registrera det specifika mönster som uppstår när delfinen ser bollen med hjälp av ljud.”
Teamets slutgiltiga mål är att bygga upp ett bibliotek av dessa ljudbilder. Förhoppningen är att detta så småningom ska kunna göra det möjligt för oss att kommunicera med delfiner på ett mer meningsfullt sätt. Detta, vilket de själva medger, ligger dock fortfarande några år in i framtiden.
Kritik och framtida utmaningar
Alla inom forskarvärlden är dock inte övertygade om hur banbrytande metoden är. Flera experter på akustik och delfinkommunikation, som Sky News Online har talat med, uttrycker en viss skepsis och påpekar att mycket forskning redan har gjorts inom visualisering av ljud.
En av dem är dr Nick Tregenza, expert på delfinkommunikation vid Institute of Marine Studies vid Plymouths universitet.
”De har skapat en enhet som ger en visuell bild av ett delfinljud. Det finns redan flera metoder för att göra detta på”, säger han till Sky News Online. ”Det är inte något nytt, och det verkar som om deras apparat skapar en bild som innehåller en hel del resonans från själva enheten. Bilderna är vackra, men tyvärr kan det vara så att de förvanskar ursprungsljudet och på så sätt gör att värdefull information går förlorad.”
Trots kritiken fortsätter John Stuart Reid och hans team sitt arbete, övertygade om att Cymascope kan erbjuda en unik inblick i ljudets värld. Vägen mot att förstå och kommunicera med andra arter är lång, men visualiseringen av deras språk kan vara ett viktigt steg på vägen.
