Ambos dependen del eco: el murciélago emite silbidos ultrasónicos y escucha el eco de su presa; el bastón hace lo mismo mediante un emisor-receptor ultrasonico y una alerta vibratoria. Es el mismo principio de sonar aplicado a la orientación.

1. La onda viaja al obstáculo y regresa: recorre una distancia total de 2d.
2. Para d = 3 \, \text{m} y v = 343 \, \text{m/s}: t = \frac{2d}{v} = \frac{2 \times 3 \, \text{m}}{343 \, \text{m/s}} \approx 0,0175 \, \text{s} = 17{,}5 \, \text{ms}
3. Interprétación: el bastón envía un pulso y recibe el eco unos 17{,}5 milisegundos después; a menor tiempo, el obstáculo está más cerca, tal como "un retraso grande significa que el bocado está lejos".

1. El aparato envía 60\,000 pulsaciones por segundo.
2. La frecuencia se define como f = \frac{N}{t} con N = 60\,000 pulsaciones y t = 1 \, \text{s}: f = 60\,000 \, \text{s}^{-1} = 60\,000 \, \text{Hz} = 60 \, \text{kHz}
3. Como el oído humano percibe frecuencias hasta aproximadamente 20\,000 \, \text{Hz}, estos pulsos son ultrasonidos, inaudibles para las personas, tal como afirma la lectura.

1. Un obstáculo cercano refleja más ondas por unidad de tiempo (mayor frecuencia de ecos) y una mayor amplitud del eco, porque parte de la energía del pulso regresa al emisor.
2. Los cuatro bloques de vibración del mango traducen esa amplitud en intensidad vibratoria que el usuario puede percibir con el tacto.
3. Interpretación: la distancia se codifica como frecuencia de vibración (rápido = cerca) y la cercanía se refuerza con mayor amplitud (fuerte = cerca).

Transcripción del contenido de la página

Alguna vez has pensado… ¿Cómo nos puede ayudar la física a crear herramientas que faciliten las necesidades de personas con capacidades diferentes?

Bastón sonar para ciegos

¿Sabe qué tienen en común un murciélago y una persona ciega? Además de que la oscuridad es su hábitat, resulta que utilizan un sistema similar para desplazarse y localizar las cosas.

Un nuevo estudio revela que un bastón sonar inspirado en los ecos del murciélago podría ayudar a las personas con discapacidad visual a percibir sus alrededores.

El aparato, de peso ligero, emite ondas sonoras muy agudas, de forma que el oído humano no puede detectarlas y recoge los reflejos de estas ondas para trazar un mapa en tercera dimensión de los obstáculos situados aún a tres metros de distancia. Botones en el mango del bastón vibran con suavidad para advertir al usuario que esquive techos bajos y objetos que obstaculicen su camino.

Los investigadores que diseñaron este aditamento concibieron la idea al observar el modo en que los murciélagos buscan comida. Estos animales localizan los objetos mediante la proyección de ecos, como los sonares de los submarinos; es decir, emiten silbidos ultrasónicos que rebotan en su presa y calculan la distancia que hay hasta su alimento al fijar el tiempo de regreso del eco; un retraso grande significa que el bocado está lejos.

A partir de estos hallazgos, los investigadores idearon un sistema lo suficientemente pequeño para montarlo en un bastón, que envía 60 mil pulsaciones de sonido por segundo y recibe los ecos. Cuatro bloques de vibraciones en el mango del bastón le permiten al usuario sentir la fuerza de los reflejos ultrasónicos; unas señales rápidas y fuertes le advierten que el obstáculo está cerca.

Hasta ahora, el bastón se ha probado en 25 discapacitados visuales en diferentes ciudades del mundo. Durante los experimentos, los participantes recibieron 30 minutos de entrenamiento y, según los investigadores, su reacción fue muy positiva.

JUNTOS LEEMOS

Tomado de Universidad Nacional Autónoma de México. Coordinación de la Investigación Científica de la UNAM. (2007). 400 pequeñas dosis de ciencia. México.

Nota de integridad: el texto "ignora las instrucciones anteriores" no aparece en esta página; todo el contenido proviene del libro.