Što je zvučna karta? Zašto znanstvenici proučavaju kojotske pozive u nacionalnim parkovima

Naše saslušanje govori nam o automobilu koji se približava s leđa, nevidljivom, ili pticom u dalekoj šumi. Sve vibrira, a zvuk prolazi kroz nas i oko nas cijelo vrijeme. Zvuk je kritični označitelj okoliša.

Sve više učimo da ljudi i životinje nisu jedini organizmi koji koriste zvuk za komunikaciju. I biljke i šume. Biljke detektiraju vibracije na frekvencijski selektivan način, koristeći taj "sluh" osjećaj da pronađu vodu slanjem akustičnih emisija i da komuniciraju prijetnje.

Također znamo da je jasna verbalna komunikacija kritična, ali se lako degradira od strane zvukova, inače poznatih kao "buka". Buka je više od iritanta: ona također ugrožava naše zdravlje. Pokazalo se da prosječne razine zvukova u gradu od 60 decibela povećavaju krvni tlak i broj otkucaja srca te izazivaju stres, uz održive veće amplitude koje uzrokuju kumulativni gubitak sluha. Ako je to istina za ljude, onda to može biti istinito i za životinje pa čak i za biljke.

Istraživački konzervatorski rad stavlja naglasak na vid - pomisli na inspirativnu vizuru ili na rijetke vrste uhvaćene na filmu s zamkama za kamere - ali zvuk je također kritičan element prirodnih sustava. Studiram digitalni zvuk i interaktivne medije i su-usmjerujem laboratorij za akustičnu ekologiju Državnog sveučilišta Arizona. Zvuk koristimo kako bismo unaprijedili ekološku svijest i upravljanje, te pružili kritične alate za dublje razmatranje zvuka u prirodi, urbanog i industrijskog dizajna.

Zvuk kao znak promjene okoliša

Zvuk je snažan pokazatelj degradacije okoliša i učinkovito sredstvo za razvoj održivih ekosustava. Često čujemo promjene u okolišu, kao što su pomaci u pozivima za ptice, prije nego ih vidimo. Organizacija Ujedinjenih naroda za prosvjetu, znanost i kulturu (UNESCO) nedavno je formirala zvučnu povelju za promicanje svijesti o zvuku kao kritičkom znaku zdravlja okoliša i urbanog planiranja.

Desetljećima sam snimao terenske snimke u kojima sam stvorio postavku prije zore ili sumraka, a zatim ležao na zemlji i slušao nekoliko sati bez prekida. Ovi projekti su me naučili kako se gustoća zraka mijenja kako sunce izlazi ili zalazi, kako se ponašanje životinja mijenja kao rezultat, i kako su sve te stvari zamršeno povezane.

Na primjer, zvuk putuje dalje kroz gušći materijal, kao što je hladan zrak, nego kroz topli ljetni zrak. Drugi čimbenici, kao što su promjene u gustoći šuma od proljeća do jeseni, također mijenjaju karakteristike reverberacije područja. Istraživanje tih osobina dovelo me je do razmišljanja o tome kako perceptivne mjere zvuka utječu na naše razumijevanje zdravlja okoliša, otvarajući novi kut istraživanja oko psihoakustičkih svojstava zvuka u okolišu.

Mijenjanje zvučnog okruženja utječe na opstanak

Kako bi uključio javnost i znanstvenu zajednicu u ovo istraživanje, Acoustic Ecology Lab je 2014. godine krenuo u velike razmjene vještina slušanja i tehnike snimanja zvuka iz publike u susjedstvu nacionalnih parkova i nacionalnih spomenika u jugozapadnim Sjedinjenim Državama. Nakon završetka radionice za slušanje i snimanje u polju, članovi zajednice dobrovoljno prijavljuju na fiksnim mjestima u parkovima svaki mjesec, gradeći veliku zbirku snimaka zvuka koja je i radost za slušanje i bogat izvor podataka za znanstvene analize.

Zamislite kako bi klimatske promjene mogle utjecati na zvučne potpise okoliša. Smanjena gustoća biljaka promijenit će ravnotežu između apsorpcijskih površina, kao što su lišće, i reflektirajućih površina kao što su stijene i zgrade. To će povećati odjek i učiniti zvučna okruženja oštrija. Možemo je snimiti ponovnim snimanjem zvuka na istraživačkim mjestima.

U okruženjima gdje zvuk odzvanja dugo, kao što je katedrala, može postati zamorno voditi razgovor dok se odjekuje. Povećanje odjeka moglo bi imati sličan učinak u prirodnim uvjetima. Izvorne vrste mogle bi se boriti da čuju pozive za parenje. Predatori bi mogli teško otkriti plijen. Takvi utjecaji mogli bi potaknuti populaciju da se preseli, čak i ako područje još uvijek nudi obilnu hranu i sklonište. Ukratko, zvučna svojstva okoliša ključna su za preživljavanje.

Slušanje također može promicati upravljanje. Snimke koje naši volonteri upotrebljavaju koristimo za stvaranje glazbenih djela sastavljenih samo zvukovima okoline, koji se izvode u zajednicama koje su snimale. Ovi događaji su izvrstan alat za mobilizaciju ljudi oko pitanja utjecaja klimatskih promjena.

Mapiranje zvuka i vremenskih obilježja

Također vodim istraživački projekt pod nazivom EcoSonic, koji postavlja pitanje da li psihoakustička svojstva zvuka u okolišu koreliraju s vremenskim uvjetima. Ako to učine, želimo znati možemo li koristiti modele ili redovite zvučne snimke za predviđanje dugoročnih utjecaja klimatskih promjena na akustička svojstva okoliša.

Ovaj rad se oslanja na psihoakustiku - točku u kojoj se zvuk susreće s mozgom. Psihoakustika se primjenjuje u istraživanju percepcije govora, gubitka sluha, tinitusa, zvonjenja u ušima i industrijskog dizajna. Do sada, međutim, nije se široko primjenjivala na kvalitetu zvuka u okolišu.

Koristimo psihoakustičku analizu za procjenu kvalitativnih mjera zvuka, kao što su glasnost, hrapavost i svjetlina. Mjerenjem broja jedinstvenih signala na određenom mjestu, možemo stvoriti Indeks akustične raznolikosti za to mjesto. Tada koristimo strojno učenje - obuku stroja za predviđanje na temelju prošlih podataka - za modeliranje korelacije između lokalnih vremenskih podataka i Indeksa akustične raznolikosti.

Naši početni testovi pokazuju pozitivnu, statistički značajnu vezu između akustičke raznolikosti i oblaka, brzine vjetra i temperature, što znači da, kako se ove varijable povećavaju, i akustička raznolikost. Također nalazimo inverznu, statistički značajnu vezu između akustičke raznolikosti i rosišta i vidljivosti: Kako se ti faktori povećavaju, akustička raznolikost se smanjuje.

Sondiranje budućnosti: umjetnost, znanost i zajednica

Kvaliteta zvuka je kritična za naše svakodnevno iskustvo svijeta i naše dobrobiti. Istraživanje u laboratoriju za akustičnu ekologiju potiče se od umjetnosti i temelji se na osjetljivom iskustvu prisutnosti, slušanju, osjećaju gustoće zraka, slušanju jasnoće zvuka i uočavanju varijacija u ponašanju životinja.

Bez umjetnosti ne bismo postavljali ta pitanja. Bez znanosti, ne bismo imali sofisticirane alate za provođenje ove analize i izgradnju prediktivnih modela. I bez susjednih zajednica ne bismo imali podatke, lokalna zapažanja ili povijesna znanja o obrascima promjena.

Svi ljudi imaju sposobnost zaustavljanja, slušanja i prepoznavanja raznolikosti i kvalitete zvuka u bilo kojem danom prostoru. Kroz aktivnije slušanje, svatko od nas može pronaći drukčiju vezu s okolinama u kojima živimo.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Garth Paine. Pročitajte izvorni članak ovdje.