Vědci se domnívají, že lidé mají skrytý smysl dotyku, nazývaný „vzdálený dotyk“, který přesahuje nervy v našich konečnicích prstů. V nových experimentech byli dobrovolníci schopni detekovat objekty zakopané v písku, aniž by s nimi přišli do kontaktu – úspěšně identifikovali skryté kostky s přesností přibližně 70 procent.
Toto zjištění naznačuje, že lidé mohou vnímat slabé tlakové vlny v volně ložených materiálech, podobně jako někteří ptáci, kteří cítí kořist pod mokrým pískem. Výzkumníci porovnali výkonnost lidí s robotickým zařízením, které bylo vyškoleno k provádění stejného úkolu, přičemž zjistili, že lidský úsudek stále překonává stroje při čtení nejslabších fyzických signálů.
Práci vedla Elisabetta Versace, vedoucí lektorka psychologie na Queen Mary University v Londýně. Její výzkum se zaměřuje na to, jak mozek extrahuje struktury ze světa pomocí vrozených a naučených pravidel. Vzdálený dotyk vychází z fyziky granulárních médií – souborů volných částic, jako je písek nebo sůl. Když se pohybujete poblíž zakopaného objektu, zrna se posouvají a malé tlakové změny se šíří ven.
Historie a biologie vzdáleného dotyku
Biologové ptáků popsali verze tohoto smyslu před desetiletími. Klasická studie zjistila, že červení uzlovci detekují ukrytou kořist tím, že cítí tlakové gradienty pomocí specializovaných receptorů na špičkách svých zobáků. Struktura prostředí však může tuto schopnost oslabit. Experimenty ukázaly, že kořeny v seagrassových loukách brání tlakovým polím, což snižuje výkon detekce.
Následné ornitologické práce naznačují, že obsah vody hraje také roli. Jak se zvyšuje vlhkost, úspěšnost vzdáleného dotyku u brodivých ptáků se zvyšuje. Účastníci pomocí jednoho prstu jemně škrábali přes krabici plnou písku a hlásili, kdy cítili kostku, aniž by umožnili prstu, aby se jí dotkl. Výzkumníci modelovali signál, jak se zrna odrážela od stabilního povrchu a vracela slabé mechanické odrazy.
Výsledky a aplikace experimentu
Lidská rozhodnutí byla přesnější, než se očekávalo. Účastníci dosáhli přesnosti 70,7 procenta – podíl správných detekcí mezi všemi odpověďmi – a detekovali cíle na vzdálenosti přibližně 6,9 centimetru (2,7 palce) za těchto podmínek. Sledovací zařízení používalo taktilní senzor na robotické paži UR5, která byla natrénována pomocí metody Long Short-Term Memory (LSTM), strojového učení, které se učí vzory napříč sekvencemi.
Robot někdy cítil o něco dál, ale vyprodukoval mnoho falešně pozitivních výsledků a dosáhl celkové přesnosti kolem 40 procent. Tento vzor zapadá do fyziky, kterou naznačuje model písku. Obě zařízení se blížila předpokládanému limitu detekce, přičemž lidské ruce ukázaly lepší úsudek o tom, kdy byl signál skutečný.
„Poprvé bylo studováno, jak funguje vzdálený dotyk u lidí, a mění to naše pojetí percepčního světa,“ říká Elisabetta Versace, psycholožka z Queen Mary, která navrhla lidské experimenty. Schopnost číst slabé síly ve měnícím se médiu může učinit terénní práci bezpečnější a přesnější.
Budoucnost výzkumu a praktické aplikace
Inženýři již zkoumali taktilní mapování zakopaných objektů. Předchozí práce ukazuje roboty, které lokalizují objekty v hustém písku tím, že interpretují kontaktní síly v průběhu času. Pokud vlhkost zvyšuje sílu signálu u ptáků, materiálově uvědomělé nástroje by mohly přizpůsobit strategie hledání místním podmínkám. Tento princip, odvozený z ornitologického výzkumu, naznačuje, že senzory by měly ladit sílu, rychlost a počet průchodů, když je písek vlhčí.
Archeologie, forenzní vědy a planetární vědy by mohly těžit tam, kde vidění selhává. Zjemněná schopnost cítit slabé mechanické signály může snížit náhodné poškození a usnadnit opatrné vykopávky ve špatně viditelných prostředích. I když se tento taktilní dosah může zdát u lidí nový, evoluce experimentovala se podobnými smyslovými rozšířeními po miliony let. Ryby detekují vibrace pomocí bočních linií – řad specializovaných buněk, které cítí tlak vody a pomáhají jim se pohybovat v koordinovaných hejnech.
U savců fungují vousy stejným způsobem, převádějí vzdušné proudy a texturu na dotykové signály, které usměrňují pohyb ve tmě. Ukazuje se, že lidé nemusí tuto schopnost úplně ztratit. Zjištění naznačuje, že náš nervový systém může stále interpretovat slabé fyzické signály nad rámec přímého kontaktu, dokonce i bez specializovaných struktur jako jsou vousy nebo receptory zobáku.
Toto naznačuje, že vzdálený dotyk by mohl představovat latentní lidskou schopnost spíše než nově vyvinutou, což nabízí nový pohled na to, jak hluboce je taktilní zpracování zakotveno v našem druhu. Lidské výsledky pocházely z jediného média – písku. Replikace by měla prozkoumat další běžná granulární média, volné částice jako půda nebo plastové korálky, protože velikost zrn a tření mohou tvarovat signál.
Vzdálenost je pouze částí příběhu. Budoucí práce by měla měnit rychlost prstu a tvar objektu, aby mapovala, jak tyto faktory posunují efektivní receptivní pole – oblast prostoru, která vyvolává reakci senzoru. Lepší trénink robotů by mohl zmenšit mezeru. Učení, které kombinuje fyzikálně založené simulace s reálnými zkouškami, by mohlo snížit falešně pozitivní výsledky a zobecnit napříč materiály.
Existuje také lidský faktor. Trénink může zjemnit schopnost zaznamenávat slabé signály, což může mít význam pro techniky, chirurgy a záchranné týmy pracující na základě dotyku pod tlakem. Studie je zveřejněna v časopise IEEE Xplore.
