История нейрофона

Андрей Патрушев
2002

Первый нейрофон был сделан, когда Патрику было всего 14 лет, в 1958 году. На следующий год Фланаган прочитал лекцию в Houston Amateur Radio Club, где демонстрировал возможности своего изобретения.

На следующий день после лекции ему позвонил репортер из Houston Post. Он спросил, нельзя ли попробовать нейрофон на его родственнике, который оглох в результате менингита спинного мозга. Эксперимент оказался весьма удачным. И на следующий же день после успешного эксперимента вышла статья о нейрофоне как о потенциальном слуховом аппарате для глухих.

Известность росла с каждым годом. В 1961 году корреспонденты из журнала Life буквально поселились в доме Патрика. Они сделали около тысячи снимков, повсюду следуя за ним, куда бы он ни пошел. Статья появилась 14 сентября 1962 года. В статье Патрик был назван, ни много ни мало, одним из ведущих ученых Америки.

После этой публикации Патрика пригласили сняться в телепрограмме Гари Мура (Gary Moore) I've got a Secret Show («У меня есть один секретик»). Трансляция телепередачи велась из студии NBC в Нью-Йорке на многомиллионную аудиторию.

Во время передачи на глазах у всей Америки юный Патрик приладил электроды нейрофона на очаровательную… попку манекенщицы Бесс Мейерсон (Bess Meyerson), в то время как она пыталась догадаться, что же такое он с ней делает. В результате манекенщица смогла услышать стихотворение, записанное на магнитофон другим гостем телепередачи Энди Гриффитом (Andy Griffith). Во время воспроизведения стихотворения голос Гриффита звучал как бы внутри головы мисс Мейерсон (подумать только, какая связь!), но она так и не смогла понять, что же, в конце концов, с ней сделали. В результате статьи в журнале Life и телепередачи Патрик получил более миллиона писем.

Тем не менее, эксперт патентного бюро упорно утверждал, что данный прибор не может работать в принципе, и отказывался регистрировать патент вплоть до 1967 года. Только после того, как Патрик со своим адвокатом появились с действующей моделью в патентном ведомстве, дело сдвинулось с мертвой точки. Эксперт, однако, заявил, что зарегистрирует патент только после того, как Патрик с помощью своего устройства заставит слышать одного глухого клерка из этой конторы. К счастью, клерк услышал, и патент на нейрофон был наконец-то зарегистрирован.

Вскоре Патрик встретил двух ученых, которые стали его друзьями на многие годы. Это были доктор Генри Мария Коанда (Dr. Henri Marie Coanda), отец гидродинамики, и Дж. Харри Стин (G. Harry Stine), ученый и автор многих книг. Харри Стин написал книгу «Силиконовые боги» (Silicon Gods. Bantam Books), которая была посвящена нейрофону как потенциальному интерфейсу между мозгом и компьютером.

Следующая стадия исследований началась в Университете Тафтса (Tufts University), где Патрик Фланаган начал работать в качестве ученого-исследователя. Он был вовлечен в проект по разработке системы общения между дельфином и человеком.

Были заключены контракты с Военно-морской артиллерийской испытательной станцией США (United States Naval Ordnance Test Station), расположенной на озере China Lake в Калифорнии. Научным руководителем проекта был близкий друг Патрика и партнер по бизнесу доктор Дуайт Вэйни Баттяу (Dr. Dwight Wayne Batteau), профессор физики и инженерной механики университетов Гарварда (Harvard) и Тафтса.

В ходе исследований были записаны голоса дельфинов и китов в открытом море и разработана система идентификации и точной пеленгации любых морских млекопитающих. Эта система использовала те же принципы, которые использует человеческий мозг для определения местонахождения источников звука.

Человек способен определять местоположение источников звука благодаря способу, которым внешнее ухо обрабатывает поступающие звуковые сигналы (внешнее ухо — то, что мы видим; оно собирает и направляет звуковые волны во внутреннюю часть уха). Именно внешнее ухо обеспечивает так называемый эффект вечеринки. Эффект вечеринки — способность выделять определенные голоса в шумной компании. Это возможно благодаря способности нашего мозга определять разность фаз и затем выделять определенную зону в пространстве. Так что мы можем не только узнать, кто говорит, но и определить местоположение говорящего.

Для соблюдения особой секретности задушевные беседы обычно проводят в специальных глухих комнатах с деревянными полом и стенами. Поставленный в такую комнату жучок соберет все отражения от стен, и это значительно забьет голос. Фактически все посольства имеют такие глухие комнаты для соответствующих бесед. Но если вы поставите в эту комнату жучок с дубликатом ушной раковины, вы сможете различать голоса и отстраиваться от эха так же, как вы делаете это на вечеринке.

Для того чтобы определять местонахождение китов и дельфинов, были изготовлены металлические уши диаметром 18 дюймов, присоединенные к гидрофонам. Когда эти уши установили под водой, появилась возможность локализовать подводные звуки в трехмерном пространстве, при прослушивании через гидрофоны. Под водой звуки распространяются в пять раз быстрее, чем на воздухе, поэтому искусственные уши сделали больших размеров, чтобы обеспечивать такую же кодировку сигналов по времени, что и на воздухе.

Тут некоторые читатели, которые регулярно смотрят по телевизору передачу «В мире животных», могут резонно заметить, что сами дельфины и киты, без сомнения, непревзойденные специалисты в подводном ориентировании, почему-то не спешат обзаводиться ушами величиной с небольшой телевизор. И уж совсем редко кто сможет вспомнить, что еще в 1943 году советские гидроакустики разработали систему для подводных лодок, использовав в качестве модели строение уха морского тюленя.

Действительно, американцам свойственна некоторая техническая прямолинейность. Зато в деловом подходе им не откажешь. Например, также были изготовлены большие пластиковые уши, которые испытали во Вьетнаме. Уши имели такие же пропорции, что и настоящие, но были значительно больших размеров. Это позволило, используя уже специально разработанный процессор, прослушивать в джунглях даже сильно удаленные звуки и точно определять их местоположение.

Таким образом, при разработке проекта «Дельфин» были заложены основы многих потенциально новых технологий. Был открыт кодирующий механизм, используемый человеческим мозгом для фиксации источников звука в трехмерном пространстве. Эти исследования позволили создать стереофоническую голографическую 3D-аудиосистему, с помощью которой можно было «помещать» звуки в любую точку трехмерного пространства слушателя. Другими словами, стало возможным запрограммировать воспроизведение звука таким образом, что слушателю будет казаться, как чей-то голос раздается прямо из воздуха, из определенной точки пространства.

Невольно вспоминается, как в свое время великий физик Роберт Вуд просто из озорства посылал через огромный рупор из папье-маше громким шепотом пророчества и шутки постовому полицейскому, одиноко стоящему в центре площади.

Но можно найти и более полезные применения. Например, используя эту систему можно так записать оркестр, что при прослушивании будет создаваться полная иллюзия присутствия на концерте.

В результате открытия кодирующей системы, используемой мозгом для обнаружения звуков в пространстве и для распознавания речи, появилась возможность создания цифрового нейрофона.

Цифровой нейрофон переводит звуковые волны в дискретные сигналы, соответствующие фазовой кодировке, понятной для мозга. Эти сигналы используются мозгом не только для распознавания речи, но также и для определения местонахождения источников звука в трехмерном пространстве.

Когда заявка на изобретение цифрового нейрофона была направлена в патентное ведомство, Агентство национальной безопасности (NSA) США засекретило ее на пять лет. В результате Патрик потерял возможность не только работать над устройством, но и говорить о нем кому-либо в течение пяти последующих лет. Это было ужасно обескураживающе. Первый патент отнял двенадцать лет, и теперь, после проделанной огромной работы, второй патент оказался заключенным в сейфах Агентства национальной безопасности.

В конце концов, цифровой нейрофон был запущен в производство и продавался в виде моделей Mark XI и Thinkman Model 50. Сейчас продаётся только аналоговая модель Neurophone NF3.

Дата добавления: 2015-08-05