皆既日食は見えませんが、LightSound はそれを聞くのに役立ちます

2017年8月21日、キキ・スミスさんの10代の息子たちは、ニューヨーク州ロチェスターで部分日食を見る準備をめまぐるしく進めていた。スミスさんは彼らのおしゃべりを聞きながら、疎外されたように感じた。

「とても孤独を感じました」と彼女は語った。 スミスさんは子供の頃に変性疾患と診断され、2011年に最後の視力を失いました。日食に関する地元の話題と全国メディアの注目は、思いがけず神経を逆なでしました。

日食は「コミュニティの歴史的瞬間を体験することでしたが、私はその一員ではありませんでした」と彼女は語った。

ロチェスターの地域開発団体で働くスミスさん（52）は、自分の街を襲う4月8日の皆既日食に向けて、これまでとは違う行動をとろうと決意した。 彼女は、視覚障害のある人々のアクセシビリティを優先する公共集会の開催を支援しています。 彼女のイベントには、ライトサウンドと呼ばれる特別に設計されたデバイスが含まれます。このデバイスは、光の強さの変化を音楽の音色に変換し、目の見えない人や視覚障害のある人が、空が暗くなり、また明るくなるのを聞くことができます。

この日食の間、スミスさんはこう言いました。 そして、前回逃したと感じていたことを体験するために、これらの素晴らしいリソースをすべてすぐに手に入れることができます。」

ハーバード大学の天文学者アリソン・ビエリラ率いるチームが配布した約900台のLightSoundデバイスの助けを借りて、米国中の視覚障害や視覚障害を持つ人々が日食を体験することになる。

この装置は、ハーバード大学の学部天文学研究室と望遠鏡のマネージャーであるビエリラ女史と、当時ハーバード・スミソニアン天体物理学センターに所属していた盲目の天文学者ワンダ・ディアス・マーセド氏によって2017年に開発された。

視覚障害のある天文学者のニーズについて学んだ後、ビエリラさんは、望遠鏡で捉えた画像を感熱紙に三次元の触覚表現を作成するプリンターを、自身が管理する研究室に装備しました。 ディアス・マーセド博士は、10 年以上にわたり、数学的データを音に変換するソニフィケーションを使用した研究を行ってきました。

二人は、その夏の日食を音響化する装置を作ることにしました。 ハーバード大学科学実証研究室所長のダニエル・デイビス氏がプロトタイプを製作した。

8月21日、皆既日食がワイオミング州の観測地の上空を通過したとき、ビエリラさんはインターネット経由でデバイスからの音をストリーミングした。

ディアス・マーセド博士は当時、天文学開発局の研究員としてケープタウンに滞在していました。 日食の間、彼女はアスロン盲学校の生徒たちとストリームを共有しました。

「それを聞くと、彼らは飛び上がり、拍手を送りました」と彼女は語った。 「このようなイベントを聞くことができたのは初めてだったので、とても有意義でした。」

ペーパーバックの小説ほどの大きさの LightSound には、空の明るさをルクス (照度の単位) で測定する光センサーが含まれています。 ケース内部では、マイクロコントローラー ボード上のコードが特定の音をルクスの数値範囲に割り当てます。 次に、シンセサイザー ボードが、強い光の中でフルートの音、光が弱まるにつれてピッチが下がるクラリネットの音、そして完全な暗闇の中でゆっくりとしたパーカッシブなクリック音を生成します。 リスナーはヘッドフォンまたはスピーカーを使用して、デバイスの音響を聞きます。

2019年7月2日にチリとアルゼンチンを横断した皆既日食に先立ち、国際天文学連合の資金提供を受けたビエリラさんのチームは、両国の同僚に装置やその部品を送った。 サンティアゴのプラネタリウムでのイベントでは、主催者が LightSound デバイスを増幅システムに接続し、1,500 人以上の参加者 (その中には視覚障害者も含まれていた) が音声を聞くことができるようにしました。

「これは視覚障害者のためだけのものではありません」と、このイベントのライトサウンド部分を主導したコキンボ中央地域大学の学部天文学プログラムのディレクター、パウリナ・トロンコーソ氏は語った。 「それは皆のためでもあります。」

チームは LightSound を無料で提供しており、デバイスを構築するためのコンピューター コードと手順をオンラインで公開しています。 Bieryla さんのグループは、ユーザー エクスペリエンスを向上させるために製品の改良を続けています。 たとえば、2017 年のプロトタイプはかなり甲高い音を発していました。 2018年、当時ハーバード大学の学部生だったソーリー・ハイマン氏は、シンセサイザーボードを組み込むためにデバイスを再設計し、フルート、クラリネット、クリック音のコードを開発した。

トロンコソ博士の生徒の一人は、1997 年のダフト パンクの曲「アラウンド ザ ワールド」の簡略化されたインストゥルメンタル バージョンを使用するためにボードを再プログラムする実験を行いました。 照明が落ちると、合成楽器のスイッチがひとつずつ消え、ドラムマシンの音だけが残ります。

昨年、ビエリラさんはハーバード大学のエンジニア、エリオット・リチャーズ氏に、ワイヤーのもつれの代わりにプリント基板を使ってデバイスを再設計するよう招待した。 この変更により、デバイスの構築がはるかに簡単になり、ビエリラさんと現在アリゾナ大学の大学院生であるハイマンさんは、いくつかのワークショップでボランティアに材料のはんだ付けと組み立て方を教えてきました。

LightSound によって日食がどのように利用可能になるのかを理解すると、人々は熱心に支援するようになる、とビエリラさんは言います。

「それは私にとって心温まるものでした。人々がこのプロジェクトにどれほどの労力を費やし、それを取り巻く興奮を感じたかということです」と彼女は言いました。

3月のさわやかな土曜日、テキサス州オースティン自然科学センターの教室で十数人のボランティアがテーブルにかがみ込み、はんだごてを使って部品を回路基板に取り付けていた。 開いたドアからは灼熱の金属の刺激的な匂いが漂い、近くの木にいたモッキンバードの鳴き声が漂ってきました。ボランティアが完成した装置をテストしていると、フルートとクラリネットの重なり合う音は、演奏前にチューニングを整えるオーケストラの喧騒に似ていました。

溶接工として働くマーク・サリバンさんは、地元の天文学クラブを通じてこのワークショップのことを知り、手伝うことを決めました。 サリバン氏は2017年8月の皆既日食をナッシュビルで目撃していた。

彼のような目の見える人は、「日食のときに太陽を見ることができるのを当たり前のことだと思っている」と述べ、「誰もがその機会を確実に得られるようにしたいのです」と付け加えた。

Bieryla さんのチームは、LightSound デバイスに関する 2,500 件を超えるリクエストを受け取りました。 彼女はロチェスターのスミスさんなどのイベント主催者にできる限り多くの手紙を送りました。 図書館、博物館、大学、シニアセンターへ。 そして盲学校へ。

オースティンのテキサス視覚障害者学校は、日食の触覚図とライトサウンドデバイスを備えた「日食の祭典」を 4 月 8 日に開催します。 同校の12年生、ユキ・ハッチさんは、ライトサウンド装置のおかげで皆既日食を体験するために限られた視力に頼る必要がなくなると語った。

ハッチさんは天文学が大好きで、10月にはテキサス州を横切る金環日食を観察した。 しかし、彼女が見たのは、暗くなったり明るくなったりする点だけでした。

ライトサウンドは「実際、目で見ることのできる情報よりも多くの情報を提供してくれるでしょう」と彼女は言いました。

ハッチさんは、コンピューター サイエンスの学位を取得し、NASA が視覚障害者を宇宙に送るために使用できるテクノロジーを開発する予定です。

スミスさんは大学の新入生だったとき、視力の喪失によりそれが難しくなるまで、天文学のコースを難解に受講しました。 LightSound デバイスは、サポートとインクルージョンへの心強い変化を示している、と彼女は言いました。

日食が見えない人にも日食の音が聞こえるようにすることは、「子供たちにとって、そのようなことを諦めない機会になる」と彼女は付け加えた。