До прикосновения всего три сантиметра: найдено чувство, которое расширяет границы тела

В тишине песчаного трения палец находит нечто, чего ещё не касается. Исследователи из Университета Куин Мэри и Университетского колледжа Лондона показали, что человек способен чувствовать предметы, зарытые в песок, задолго до фактического соприкосновения.

Это открытие назвали проявлением "седьмого чувства" — удалённого осязания. Скрытая способность, которую обычно не замечают, может изменить представления о границах восприятия, когда зрение недоступно.

Когда прикосновение начинается до касания

Осязание принято считать контактом кожи с твёрдым телом, но в природе есть существа, чья чувствительность простирается дальше. Прибрежные птицы — кулики, плавунчики — ориентируются по едва уловимым колебаниям влажного песка, чтобы находить добычу под поверхностью.

Учёные решили проверить, может ли человек также улавливать такие микросигналы, ведь в быту мы интуитивно реагируем на слабейшие изменения давления: когда чувствуем мягкость спелого фрукта или камешек в обуви.

Чтобы это проверить, группа из двенадцати добровольцев в возрасте от 18 до 26 лет проводила пальцем по песку в узких закрытых коробах длиной больше метра.

Скорость движения строго задавалась светодиодной дорожкой — два сантиметра в секунду. Под песком на глубине пяти сантиметров прятали пластиковый куб. Испытуемые не видели, где он, и должны были остановиться, когда почувствуют, что "что-то не так".

Почему ощущение возникает заранее? Приближаясь к предмету, зерна песка меняют плотность потока, создавая тонкую область сопротивления. Эти микроколебания достигают кончиков пальцев через сжатые слои материала, подобно ряби в воде. Человек, сам того не осознавая, регистрирует разницу давления и микроскопических смещений.

Что показали числа

За 216 испытаний результаты оказались однозначными: участники 79 раз определяли предмет, не касаясь его, 35 раз находили его уже после контакта, 30 раз ошибались, а в 58 случаях верно сообщили, что под пальцем ничего нет.

Средний показатель чувствительности d′ составил 1,1973 — значительно выше случайного уровня. Смещение отклика (c = -0,112) показало, что добровольцы не гадали, а действительно различали микросигналы.

В среднем участники чувствовали объект за 2,7 сантиметра до касания. Теоретический максимум по расчётам физики сыпучих тел — около семи сантиметров, но реальные условия песка и индивидуальные различия снижают диапазон. Тем не менее точность реакции превысила 70 %.

Эти данные говорят о существовании скрытого механизма восприятия. Как отметила Элизабетта Версаче из Университета Куин Мэри, работа "меняет представление о перцептивном мире" и показывает, что зона человеческого восприятия выходит за пределы поверхности кожи.

Новая физиология — и новое направление для технологий

Такое открытие выходит за рамки академического интереса. Понимание удалённого осязания помогает проектировать сенсоры для роботов, которые смогут работать в песке, пыли, почве или под водой, где камеры бесполезны.

Технологии "чувства приближения" уже применяются в манипуляторах для подводных аппаратов и хирургических инструментов, но человеческая система даёт пример, как сочетать микровибрации и давление в одном восприятии.

Как это может пригодиться в быту? В протезировании. Сенсорные импланты, имитирующие мягкие колебания, позволят владельцам протезов чувствовать препятствия до контакта, снижая риск повреждений. Аналогичные принципы можно использовать в перчатках для спасателей и сапёров, где видимость нулевая.

Возможные ошибки в понимании здесь тоже показательны: многие считали, что человек воспринимает только поверхностное давление. Однако даже простое скольжение пальца по песку демонстрирует способность анализировать динамику среды — форму распространения силы через сыпучий материал.

Сравнение с животными системами

Исследователи обращают внимание, что удалённое осязание встречается в природе часто. Утконосы ощущают электрические поля в воде, акулы — колебания от добычи, кошки — вибрации усами.

Человеческая версия, возможно, эволюционно ослаблена, но сохранилась как остаточная способность, активирующаяся при медленном движении и концентрации.

Что если развить это чувство тренировками? В принципе возможно: сенсорная чувствительность поддаётся обучению. Музыканты и хирурги, постоянно работающие с тонкими движениями, демонстрируют более высокую точность осязания, чем средний человек. Удалённое восприятие, вероятно, также можно усилить с помощью контролируемых упражнений с песком или водой, где обратная связь едва ощутима.

Размышляя шире, авторы подчеркивают, что исследование соединяет психологию восприятия и механику гранулированных сред. Когда обычный песок превращается в лабораторный инструмент, граница между биологией и физикой становится тоньше, чем слой между пальцем и скрытым кубом.

Ошибка, последствие и альтернатива

Распространённая ошибка — считать, что чувствительность кожи ограничена прямым касанием. Из-за этого инженеры при разработке сенсоров игнорируют влияние промежуточной среды. Результат — неустойчивые показания и невозможность работы в пыли.

Альтернатива — встраивать модели распространения микродавления и обучать системы реагировать на "эха" материалов, как делает человеческий палец в песке.

В эксперименте эта способность проявилась спонтанно. Добровольцы не знали, как устроен сигнал, но их мозг анализировал вариации сопротивления автоматически. Это доказывает, что сенсорика человека изначально гибридна - сочетает механическую и вероятностную оценку среды.

Куда ведёт это открытие

Удалённое осязание расширяет границы того, что можно считать чувственным восприятием. Оно соединяет физику и нейробиологию, предлагая объяснение, как мозг строит карту окружающего пространства до прямого контакта.

В прикладной перспективе открытие может изменить дизайн сенсорных систем в робототехнике, медицине и виртуальной реальности.

А что если зрение недоступно? Тогда именно эта способность становится первым инструментом ориентации. Она даёт шанс действовать вслепую, полагаясь на колебания среды, — как птицы, ищущие добычу в иле.