失明人士无法用眼睛看见物体，但这并不意味着他们对周围的环境一无所知。一些盲人可以像蝙蝠一样「回声定位」（echolocate），用嘴巴发出声音，通过回声了解周围的环境。研究人员对盲人这种回声定位的能力进行了详细研究，期待帮助更多失明人士。
用声音获得「视觉」
人类的感觉可以由不同的感觉器官，如眼、耳、鼻、舌等引起，通过一系列神经通路，在大脑皮层形成特定的感觉——视觉、听觉、嗅觉、味觉。因此，感觉的根源在于大脑。之前的研究显示，在盲人的回声定位过程中，参与的一部分大脑区域在视觉正常人群中与视觉有关。这意味着即使没有通过眼睛获得影像，盲人一样可以在大脑中形成「影像」的感觉。
很多盲人可以通过环境中的回声了解周围的环境，但有少部分的盲人可以自己发出声音，像蝙蝠一样回声定位。自少失明的 Daniel Kish 便拥有这样的能力，他可以通过发出声音，描绘出房间的样子，甚至沿着不熟悉的路线进行山地自行车运动。Kish 几乎从出生开始就失明，但通过回声定位，他可以体验到类似于影像的感觉。
Kish 表示，这些影像并不是由计算所得出，而是由空间物体形成的一种确实、可感知到的体验。走进房间，Kish 可以指出这里是墙壁，这里是拐角，那里是一个物体。
我们也推荐 机械眼球让失明人 40 年后重见光明 盲人回声定位中的声学英国杜伦大学的 Lore Thaler 团队首次对盲人回声定位进行了深入的声学分析。他们邀请了 Kish 和其他两位可以自己回声定位的盲人参与研究。
分析发现，盲人回声定位时用到的声音与普通人类谈话的声音有所不同。首先，回声定位的声音非常短促，只有 3 毫秒。Thaler 认为这可能是为了防止发出的声音掩盖回声。其次，这种声音频率更高，为 2-4 千赫兹，高于人类谈话的声音频率。回声定位的声音形成的锥形干扰区*更小更集中，有助于找到物体。回声定位者无意中便可以将声音定位到他们想了解的物体。
应用意义根据分析成果，Thaler 团队合成了一种敲击（click）声音，用于后续研究。他们打算用电脑朝一个物体发出一千次这种敲击声音，釐清怎样通过回声确定物体的形状。
了解盲人回声定位的原理，可以帮助其他盲人学会这种能力，更好地感知周围的世界。
Thaler 认为，这项研究有助于开发更好的人工声吶，用于自动驾驶。现行的声吶系统可以确定物体的距离和形状，但无法知晓是什么。人类中的回声定位者有时可以做得更好。
注*：锥形干扰区（the cone of confusion）——在三维空间中，哺乳动物可以根据根据双耳时间差（interaural time difference，ITD）确定声音的来源。锥形干扰区的轴通过双耳相连形成的轴线。对于锥形干扰区而言，锥形表面上任意一点的 ITD 值相同，因此人耳无法确定声音的确切位置——你无法得知声音来自于锥形的上面、下面、左边还是右边（下图）。盲人回声定位者的锥形干扰区为 60 度，比普通谈话的 120-180 度更小，再配合头部转动，可以方便地定位物体。
参考资料： Thaler L, Reich G M, Zhang X, et al. Mouth-clicks used by blind expert human echolocators–signal description and model based signal synthesis[J]. PLOS Computational Biology, 2017, 13(8): e1005670.