Europos akustikų asociacijos tarybos pirmininkas prof. Jensas Blauertas (Jens Blauert) Lietuvoje lankėsi praėjusių metų žiemą, domėjosi mūsų šalies akustikų tyrimais Vilniaus universiteto Fizikos fakultete, Kauno technologijos ir Lietuvos žemės ūkio universitetų atitinkamose laboratorijose. VU profesoriaus fiziko Evaldo Garškos iniciatyva su svečiu iš Vokietijos Lietuvos mokslininkų sąjungos būstinės patalpose susitiko ir “Mokslo Lietuvos” atstovas, dalyvaujant Lietuvos akustikų sąjungos prezidentui habil dr. Danieliui Gužui ir sekretoriui dr. Daumantui Čipliui. Atsakinėdamas į klausimus prof. Jensas Blauertas labai noriai kalbėjo apie Europos akustikų asociaciją, mat atvyko kaip jos vadovas, ir tik pasakęs viską, ką buvo numatęs, sutiko pradėti kalbą apie savo paties darbus Ruro universiteto laboratorijoje Bochumo mieste.

Kalbėjosi Gediminas Zemlickas

Profesoriau Jensai Blauertai, kokią tyrimų kryptį plėtojate? Manau, apie tai bus įdomu išgirsti ne tik Lietuvos akustikams, bet ir kitiems mokslu besidomintiems mūsų skaitytojams.
       Mūsų institute plėtojamos penkios tyrimų kryptys, už kurias man tenka būti atsakingam. Bet apsistoti norėčiau ties viena kryptimi - binaurine technologija (“dviause” technologija; lot. bini - "pora", "du" +auris - "ausis"). Apie ją norėčiau kiek plačiau papasakoti.
       Tai nauja technologija, kuriai maždaug 15 metų. Naudojama autentiško garso kūrimui. Tarkime, reikia sukurti ar imituoti realų garso šaltinį. Pvz., automobilio variklio, šaldytuvo motoro ar paprastos skutimosi mašinėlės keliamą triukšmą. To reikia, norint su tuo triukšmu kovoti. Taikydami binaurinės technologijos galimybes imituojame, sukuriame įvairius garso šaltinius.
       Laboratorija, kurioje dirbu, aprūpinta modernia aparatūra, taip pat turime ir “dirbtinę galvą” su imtuvais, kurie garsą priima kaip žmogaus ausis. Garsinis signalas apdorojamas, analizuojamas - prietaisai girdi tokį garsą, kokį jį girdi žmogus.

Regimąjį signalą atkurti - sudėtinga problema. Todėl ir žmogaus akis yra labai sudėtingas instrumentas, kadangi jos veikla neatsiejama nuo smegenų darbo. Atpažįstame, skiriame daiktus būtent smegenyse vykstančių procesų dėka. Ar garsą išskirti, suvokti tokia pat sudėtinga problema? Pagaliau gal galima kalbėti apie tam tikrą procesų panašumą - regos ir akustinių signalų išskirimo ir atpažinimo?
       Panašumo esama. Tačiau mes jau truputį peršokame į atpažinimo procesų sritį. Pirma klausimo dalis: ar sunku analizuoti garsą, lyginant su vaizdiniu signalu? Akies ir ausies imtuvai arba signalų ėmikliai skirtingi. Pirminiai signalai - vaizdas ir garsas - transformuojami skirtingų organų, bet signalas galų gale patenka į smegenis. Procesai smegenyse, kurių dėka suvokiamas vaizdas ir garsas, t. y. strategija, pagal kurią smegenys atpažįsta tuos signalus, iš esmės yra ta pati. Kitais žodžiais tariant, smegenys “elgiasi” panašiai, iš skirtingų ėmiklių gavusios ar vaizdo, ar garso signalą. Tačiau jeigu kalbama apie atpažinimo kategoriją - tai fenomenalus dalykas.

Matyt, garso atpažinimas - tai jau ne akustikos mokslo problema?
       Tai nėra gryna akustika, bet nebus klaidos, jeigu vadinsite akustika. Mat kartais tenka kalbėti apie daugiakanalį procesą. Garso atpažinimą galite vadinti ar nevadinti akustika, aš vadinčiau tai ne visai tradicine akustika. Bet tai nėra binaurinė technologija.

Kaip galėtumėte apibūdinti binaurinės technologijos kertinius pamatus?
       Norėčiau išskirti keletą svarbiausių dalykų. Pirmiausia - išorinės ausies fizika. Čia derėtų kalbėti apie proceso fizikinį aspektą. Kitas aspektas – fiziologinis; nagrinėjama, kaip klausos sistema analizuoja signalus, kas toje sistemoje vyksta signalų apdorojimo požiūriu. O trečias aspektas - psichologinis. Tyrinėjama, kaip mes suvokiame ir interpretuojame garsus. Pvz., motina dideliame triukšme išgirsta menkiausią savo kūdikio verksmą. Kaimynų tualete nuleidžiamą vandenį geriau girdime, negu tokiu pat garsumu grojantį radijo aparatą. Net ir nežymus defektas automobilių greičio dėžėje sukelia staigią prityrusio vairuotojo reakciją. Vadinasi, žmogus garsus suvokia labai skirtingai, nors fizikiniu požiūriu jie gali nedaug kuo vienas nuo kito skirtis. Užtat psichologiniu požiūriu tie garsai skirtingi.

Ir norint šiuos procesus tyrinėti jau tenka skverbtis į smegenų veiklos sritį?
       Taip, mes bendradarbiaujame su fiziologais ir psichologais. Fiziologai priima tuos psichofiziologinius signalus, o psichologai mums padeda juos interpretuoti. Siekiame sukurti smegenų darbo modelį, kuris atkurtų garsus, juos “suvoktų”.

Galiu įsivaizduoti, kad smegenų veiklos modelis sukurtas kompiuterinio modeliavimo būdu?
       Visai teisingai.

Fiziologai ir psichologai, su kuriais dirbate drauge, matyt, susirūpinę pirmiausia ne tuo, kaip čia padėjus spręsti akustikų problemas, bet kaip įsismelkti į smegenų veiklos sritį, t. y. pasiekti naują, gilesnį žmogaus psichinės veiklos suvokimo lygį?
       Mes esame technologai ir turime labai aiškiai apsiriboti, ko siekiame. Tarkime, mums rūpi sukurti gerą garso atpažinimo sistemą. O gal aparatą, kuris atpažintų tam tikrus pradinius garsus? Gal sistemą, kuri nustatytų, ar, pvz., šios salės akustika gera ar bloga? Svarbu nusistatyti rėmus ir žinoti, ko siekiame.
       Mūsų projekte psichologai ir fiziologai privalo daryti tai, ko norime mes, akustikai, kadangi jiems mokame pinigus, kurie ateina būtent iš technologijų.

Kas yra binaurinės technologijos lyderiai pasaulyje?
       Tai, ką dabar pasakysiu, nėra labai kuklu, bet ši technologija yra mano kūrinys. 1968 m. paskelbiau knygą “Erdvinis girdėjimas” (Spatial Hearing), kuri tapo parankine visiems dirbantiems šioje srityje. Tai jau klasika, 1996 m. JAV išėjo pakartotinas leidimas.

Atleiskite, bet binaurinei technologijai, jeigu teisingai supratau, tėra 15 metų? O Jūsų knyga pasirodė prieš 30 metų.
       Reikėjo 20 metų, kad žmonės pripažintų tai, kas toje knygoje dėstoma. Ir tik po to binaurinė technologija pradėjo vystytis. Svarbiausia tai, kad atliekame šios srities fundamentinius bei taikomojo pobūdžio darbus. Mes ir esame šios srities lyderiai, kadangi visus tuos metus tikslingai dirbome.

Kokius binaurinės technologijos artimiausios ateities darbus galėtumėte paminėti?
       Prieš atsakydamas į šį klausimą, turiu grįžti šiek tiek atgal ir į mūsų diskusiją įterpti vieną dalyką. Mes kalbėjome apie analitinę dalį, kai signalas analizuojamas. Bet nieko nekalbėjome apie signalo sintezavimą. Kalbant apie analitinę dalį, vienas įdomiausių pritaikymų galėtų būti klausos aparatai, modeliuojantys binaurinį girdėjimą tiems, kurie dabar girdi viena ausimi. Kai žmogui sukuriamas binaurinis girdėjimas, jis pradeda skirti garso kryptį, girdi kaip įprasta normaliam žmogui.

O visai negirdinčiam ar binaurinė technologija gali suteikti girdėjimo galimybę?
       Aš atsakysiu į šį klausimą, nors tai yra kitos technologijos objektas, srities, kurioje man netenka dirbti. Jeigu žmogaus klausos nervas nėra pažeistas, tai implantuojami ausies elementai, sužadinantys nervą, ir žmogus gali girdėti. Technologija ne nauja, ji egzistuoja, įgyvendinta. Bochume veikia klinika, kurioje kasdien atliekamos 2-3 operacijos - visiškai kurtiems implantuojami ausies elementai. Tai medicinos praktikos dalykas, kuris jau nėra mokslinio tyrimo objektas. Tiek apie analitinę pritaikymo dalį.
       Dabar pakalbėkime apie sintezę. Kompiuteriu pavyksta generuoti signalą, imituoti tokį erdvinį garsą, jog žmogui atrodo, tarsi jis sėdėtų salėje. Galime kompiuteriu modeliuoti koncertų salę, kurios dar nėra, kurios tik projektas kuriamas. Dar prieš sumūrijant pirmą statybos plytą, žmogus atsisėdęs gali klausytis būsimos salės garsų.

Ar tokios kompiuteriu projektuojamos koncertų salės akustika galės būti geresnė už, tarkime, senovės šventyklų, bažnyčių akustiką?
       Šiuolaikinė koncertų salė turi būti gerokai universalesnės paskirties. Ji aprūpinta elektronikos priemonėmis, todėl tiesiogiai lyginti neišeina. Šiuolaikinių salių akustikai keliami daug sudėtingesni reikalavimai. Senosios salės galėjo būti pritaikytos tik tam tikram garsui. Pvz., bažnyčios akustinė erdvė gali labai gerai atkurti vargonų skambėjimą, bet kamerinis orkestras ar žmogaus balsas gali būti girdimas prastai. Senųjų salių kopijuoti net ir neišeina. Štai Miunchene yra bene geriausia man žinoma koncertų salė, bet ji maža - 2400 vietų. Kėdės nepatogios. O šiuolaikinės salės statomos 60-80 tūkst. žmonių. Iškyla visai kitos akustinės problemos. Mažos salės nepasiteisina ekonomiškai, jos neišsilaikys, todėl ir neverta jų statyti.

Kokią binaurinės technologijos ateities viziją matote?
       Tai įdomiausias dalykas - binaurinė technologija padeda kurti virtualią realybę, kibererdvę. Ji teikia žmogui lytėjimo, girdėjimo ir regėjimo pojūčius. Turite garsų lauką, matote ir galite liesti bei justi daiktus, kurie realybėje neegzistuoja. Antai dabar kuriama sistema aerobusų, lėktuvų pilotams - jiems teikiama informacija ne tik per ausines, bet sukuriamas akustinis laukas, ir signalai (tarkime, pavojaus) sklinda iš ten, kur to pavojaus esama. Jeigu variklyje netvarka, tai pilotas jame girdi tam tikrą garsą. Jei kažkas vyksta už jo nugaros - ir tai girdi. Signalai sklinda ir iš žemės. Bet kokio pavojaus atveju pilotai daug geriau orientuojasi. Tokia sistema pradėta taikyti pirmiausia kariniuose lėktuvuose, dabar mėginama jau ir keleiviniuose.

Po interviu nusifotografavo dr. D. Čiplys, habil. dr. D. Gužas, prof. J. Blauertas, prof. E. Garška

Noriu pasitikslinti: visa tai yra binaurinės technologijos laimėjimai?        Taip. Kadangi signalai pateikiami per ausines, tai toks efektas sukuriamas. Naudojamas ir grįžtamasis ryšys: jutikliais sistemai teikiama informacija apie galvos padėtį. Signalai sintezuojami - elektroniniu būdu, ir kai patenka į žmogaus ausį, sudaromas įspūdis, kad tie signalai sklinda iš tam tikros erdvės vietos. Tai binaurinė technologija.

Ar tik per klausos aparatą tie signalai siunčiami? Juk galima žadinti tam tikrus galvos smegenų centrus, t. y. lyg ir apeiti klausos aparatą.
       Jokio elektrodo, aišku, neimplantuojame. Binaurinė technologija neaprėpia visos virtualios realybės technologijos. Ji tėra tik dalis, įgalinanti sukurti kai kuriuos naudingus efektus. Apskritai kuriant virtualią erdvę, žmogus naudojasi lyg ir tam tikrais akiniais, kurie faktiškai yra maži televizoriaus ekranai prieš akis. Lytėjimo pojūčiams gauti taikomos tam tikros pirštinės su jutikliais.
       Europoje jau vartojamas terminas - įgalinančioji technologija. Ji iš tiesų suteikia galimybę susieti kelių pojūčių teikiamus efektus.

Kam tada kurti naujų salių akustiką ir kam tas sales statyti? Juk virtuali tikrovė - virtuali regimybė ir girdimybė - mums gali teikti bet kokius jutiminius pojūčius, o per juos įspūdžius ir emocinius išgyvenimus. Jeigu žmogus, sėdėdamas laboratorijoje, o gal jau ir savo namuose, gali patirti tuos pačius emocinius ir dvasinius išgyvenimus, tai ko dar bereikia? Kam tada teatrai, kinoteatrai ir koncertų salės?
       Iš tikrųjų turėdamas televizorių, stereosistemą (sonorinę sistemą) tampate prie jos pririštas. Amerikiečiai jau nebevaikšto į koncertus. Jūs negalite priversti jų į tas sales eiti. Tai žmogaus pasirinkimo galimybė.
       Todėl virtualios realybės kūrimo darbus mielai turėtų finansuoti pasaulinės televizijos bei radijo kompanijos. Tik ne teatrų savininkai, ne koncertų rengėjai.
       Mes jau nekalbame apie akustiką, bet kalbame apie biznį. JAV didelės šou kompanijos jau parduoda koncertus. Jie rodomi per televizijos kanalą, jei populiarus - parduodamos vaizdo kasetės. Kita vertus, yra mėgėjų, kurie nori lankytis teatre ar koncertų salėse, susitikti su kitais žmonėmis. Koncertas - vienkartinis įvykis, kuris priklauso nuo daugelio veiksnių, atlikėjų nuotaikos ir pan. To įvykio dalyvis jūs galite būti.
       Svarbus ir šių naujų galimybių ekonominis pritaikymas - telekonferencijos, telesusitikimai. Dabartiniame verslo pasaulyje vienos didžiausių išlaidų tenka kelionėms. Labai svarbu, kad žmonės, veiklos partneriai, kuriuos skiria didžiuliai atstumai, gali bendrauti realiu laiku, tarsi sėdėdami vienoje patalpoje. Antai Fordo kompanijos JAV vadovai kiekvieną pirmadienį susitinka su vadovaujančiais šios kompanijos gamyklos vadovais Vokietijoje. Telekonferencijos metu aptariami reikalai. Naudodami binaur inės technologijos principus ir pasiekimus galime tas telekonferencijas padaryti daug geresnes.

Patyrusių chirurgų atliekamos operacijos telekonferencijos būdu iš operacinės perduodamos studentų auditorijai. Ar ten naudojamos binaurinės technologijos?
       Mes dirbame medicinos taikymo srityje, bet ne chirurgijos, o reabilitacijos. Kai žmogui reikia atstatyti, pvz., rankos judesius. Jis manipuliuoja ne su realiais įtaisais, bet kontroliuoja savo judėjimą tarsi tikroje erdvėje. Kito pobūdžio taikymas - naudojant valdymo simuliatorius virtualus važiavimas motociklu, piloto ar tankisto įgūdžių lavinimas.

Ties fantastikos riba būtų toks vaizdas: virtuali realybė teiktų galimybę studentui praktikantui pajusti, kaip dirba aso chirurgo pirštai, kaip skalpelis skverbiasi į audinius ir pan.
       Taip, šioje srityje dirbame, sukurtos sistemos, modeliuojančios apendikso pašalinimo operaciją. Problema ta, kad lytėjimo detektorių nepakankamas jautrumas, o ranka apmauta pirštine.

Tokios operacijos daromos Vokietijoje?
       Ne. Žinau esant vieną projektą Japonijoje, kitą - JAV. Bet tiems darbams nenaudojama akustika. Tėra vaizdas, bet su akustika nieko bendro. Aš esu akustikos ekspertas.

Kokius konkrečius tikslus sau keliate?
       Apie savo sritį galiu konkrečiai kalbėti. Siekiame sukurti garso atpažinimo sistemą, kuri atpažintų garsą net ir triukšme. Pasiekėme, kad kalbant vienam sistema atpažįsta garsą. Bet ji sutrinka, kai persikloja keletas balsų. Binaurinė technologija leidžia šią problemą išspręsti.

Prieš daug metų matytame amerikiečių režisieriaus F. Kopolos filme “Pokalbis” rodoma, kaip žvalgybininkai iš užrašyto miesto aikštės triukšmo bando išfiltruoti jiems rūpimų dviejų teroristų balsus. Tai nebuvo fantastinis filmas. Gal žvalgybų tarnybos išties iš triukšmo fono gali išskirti jiems rūpimus balsus?
       Nepamirškime, juk tai buvo filmas, tegu ir Kopolos. Iš tiesų, dabar esama įvairių sistemų, kurios padeda pasiklausyti, nuskaityti garsą, bet tai kita problema.
       Užsiminiau apie artimuosius mūsų veiklos tikslus. Turime ir toliau siekiantį tikslą: sukurti tokį aparatėlį ar sistemą, kuri padėtų kurtiems ir sutrikusios klausos žmonėms. Tas aparatėlis ar įtaisas su procesoriumi turi būti labai mažas, kad jį galima būtų įdėti į ausį ir jo nesimatytų. Mums rūpi praktinis tokių įtaisų taikymas. Tai artimiausių 5-6 metų pagalbos žmogaus klausai užduotis.
       Kalbėdamas apie garso sintezės problemą, turiu pasakyti, kad kitąmet turėtume baigti aerobuso pilotavimo simuliatorių. Iš tolimųjų tikslų norėčiau paminėti virtualios realybės vadinamąją imersinę sistemą - visiško pasinėrimo sistemą. Žmogus nebejaučia jokio sąlyginumo, jam atrodo, jog jis yra ir veikia visiškoje realybėje.

Kiek dar ilgai teks tą imersinę sistemą kurti?
       Ne itin ilgai. Jau sukurtos sistemos, kurios imituoja roboto vaikščiojimą po Mėnulio paviršių. Žmogus, valdantis robotą, jaučiasi taip, tarsi pats vaikščiotų po Mėnulį.

Gal profesorius norėtų tarti žodį apie tai, ko mes dėl nežinojimo ar dėl užmaršumo nepaklausėme?
        Pirmiausia aš labai dėkoju, kad mane klausinėjote apie Europos akustikų asociaciją, nes mano misijos tikslas ir buvo kuo plačiau paskleisti žinią apie šią organizaciją.
       Noriu pastebėti, kad Jūs padarėte klaidą, pradėjęs mokslininką klausinėti apie jo darbą. Tada jau neįmanoma sustoti, apie tai galima kalbėti be pabaigos.
       Jeigu Lietuvos skaitytojai susidomėtų binaurinės technologijos dalykais, galite nurodyti mano knygą, kuri išėjo Bostone, Masačuseto technologijos institute.

Dėkodamas svečiui už kantrybę ir pokalbį, tuo pačiu noriu padėkoti ir Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Fizikinės akustikos laboratorijos vedėjui doc. Daumantui Čipliui, kuris buvo šio pokalbio kvalifikuotas vertėjas, neleidęs pasiklysti ir gana sudėtingų fizikinių sąvokų labirinte.

Autoriaus nuotraukos