El Optófono: El invento de Fournier d'Albe que permitía "oír" la luz a personas ciegas

Hace un siglo, el optófono permitió a los ciegos escuchar la palabra impresa y fue una revolución en su época, aunque no tuvo el éxito comercial que hubiera esperado su inventor, Fournier d'Albe.

El optófono era un dispositivo que convertía las letras en tonos y fue el aparato pionero del concepto del reconocimiento óptico de caracteres, ayudando a personas invidentes a poder leer de forma ciertamente innovadora.

Si quieres saber más sobre cómo los avances tecnológicos han mejorado y siguen mejorando la calidad de vida de las personas, sigue leyendo y conoce esta interesante historia que pudo ser inspiración de muchos otros inventos de la época.

El Optófono: Un invento ciertamente curioso

El 25 de junio de 1912, el escritor, inventor y físico irlandés Edmund Edward Fournier d'Albe hizo una demostración de una curiosa máquina en la Convención de la Sociedad Óptica de Londres. Lo llamó "Optófono" y su notable afirmación era que permitía "oír" la luz a personas completamente ciegas.

El aparato sensor del optófono (una célula que se basaba en las propiedades fotoeléctricas del selenio) estaba alojado en una caja de madera larga y delgada, a la que se acoplaban un par de auriculares. Mientras se sujetaba la caja, el usuario escuchaba las modulaciones del tono cuando la célula detectaba la luz; el dispositivo era sorprendentemente bueno para distinguir entre espacios claros y oscuros e incluso el parpadeo de una cerilla.

Fournier d'Albe lo presentó como una nueva e importante herramienta de movilidad que permitiría a las personas ciegas explorar su entorno con seguridad.

En una entrevista con un periódico, el inventor llegó a calificarlo como "la primera etapa para hacer prescindible el ojo"

La noticia del optófono explorador se extendió rápidamente entre las comunidades de ciegos, así como entre los científicos. Fournier d'Albe se deshizo en elogios, hasta que recibió una nota de un conocido abogado llamado Washington Ranger.

Ranger era ciego, y su crítica fue contundente:

"El problema de los ciegos no es encontrar luces o ventanas, sino cómo ganarse la vida"

Escarmentado, Fournier d'Albe volvió a la mesa de dibujo. Esta vez, su objetivo era diseñar una máquina que tradujera el texto de los libros y periódicos ordinarios en sonidos que el usuario pudiera interpretar como palabras. Se dio cuenta de que cada letra impresa tiene una proporción visual única de blanco y negro en la página, y que esta proporción podía ser captada por una célula fotosensible y traducida en una serie de sonidos correspondientes.

En septiembre de 1913, Fournier d'Albe hizo una demostración de un prototipo rudimentario de optófono de lectura. Una vez más, su trabajo fue acogido por los medios de comunicación. El optófono le cautivaría y frustraría durante el resto de su vida. Aunque nunca tuvo éxito comercial, nos equivocaríamos si lo calificáramos de fracaso o de callejón sin salida tecnológico.

Otros inventores siguieron adaptando y perfeccionando la tecnología, y el concepto de escaneo automático de textos contribuyó a abrir la puerta al reconocimiento óptico de caracteres.

¿Quién fue Edmund Fournier d'Albe?

Fournier d'Albe nació en Londres en 1868 y se formó en Alemania. Aunque hoy en día está en gran parte olvidado, durante su vida alcanzó fama y notoriedad en una serie de áreas no relacionadas, como las ciencias físicas, el espiritismo, la lingüística y la unificación pancéltica.

En un artículo de 2017, el historiador Ian B. Stewart señaló que la teoría de Fournier d'Albe sobre un universo jerárquico influyó posteriormente en el trabajo de Benoit Mandelbrot sobre los fractales. Fournier d'Albe fue también un pionero en el incipiente campo de la televisión y el primero en transmitir una imagen de forma inalámbrica: una foto de 600 puntos del Rey Jorge V el Día del Imperio en 1923, que tardó 20 minutos en enviarse.

Stewart señaló que Fournier d'Albe, como miembro de la generación finisecular, no vio ningún problema en unificar sus diversos intereses a través de su abrazo a las ciencias sociales. Pero la obra de la que se sentía más orgulloso era el optófono.

En 1893, a la edad de 25 años, Fournier d'Albe aceptó un trabajo escribiendo resúmenes de libros para la revista The Electrician y luego para la Physical Society. Este trabajo le expuso a un mundo de descubrimientos científicos de vanguardia y pensadores excepcionales. A lo largo de su vida, entabló amistad con H.G. Wells, W.B. Yeats, los químicos Wilhelm Ostwald y William Ramsay, el físico George Johnstone Stoney, el pionero de la televisión A.A. Campbell-Swinton y el mago y espiritista Harry Houdini.

En 1907, Fournier d'Albe decidió dedicarse a la física. Gracias a sus impecables contactos, consiguió un puesto de profesor asistente en la Universidad de Birmingham bajo la dirección del renombrado físico Oliver Lodge. Este recomendó a Fournier d'Albe que centrara su investigación doctoral en el selenio.

Las inusuales propiedades fotoeléctricas del selenio aparecieron por primera vez en los experimentos de la Telegraph Construction and Maintenance Co. en 1873, que demostraron que la resistencia del metal cambiaba en función de la intensidad de la luz que incidía sobre él.  La resistencia era mayor cuando la muestra estaba encerrada en una caja oscura. Al quitar la tapa de la caja, la conductividad se disparaba.

El selenio (llamado así por la diosa griega de la luna, Selene) pronto se convertiría en un material maravilloso y varios inventores intentaron explotarlo. El más famoso fue Alexander Graham Bell, que utilizó el metal en su fotófono de 1880, un dispositivo de telecomunicaciones que se basaba en la luz modulada para transmitir una señal inalámbrica.

En 1897, más o menos, un oftalmólogo polaco llamado Kazimierz Noiszewski inventó el electroftalm (del griego "ojo eléctrico"), un dispositivo destinado a ayudar a los ciegos a "oír" su entorno. Desde el punto de vista conceptual, el invento de Noiszewski era muy similar al optófono explorador de Fournier d'Albe, que llegó más tarde.

Dada su amplia investigación sobre el selenio, es casi seguro que Fournier d'Albe conocía el electroftalm. Eso puede explicar por qué estaba tan dispuesto a dejar de lado el optófono de exploración en favor del desarrollo del optófono de lectura. Aunque Fournier d'Albe destacaba en muchas cosas, no era ingeniero. Por ello, su audífono de lectura, aunque basado en una sólida teoría, necesitó 8 años y mucha ayuda para pasar del prototipo al producto.

¿Cómo funcionaba el optófono de lectura?

El optófono de lectura funcionaba escaneando una pequeña porción de la página a la vez. Un pequeño disco giratorio que giraba a 30 rpm descomponía una fuente de luz artificial en una línea de cinco haces, cada uno con una frecuencia diferente.

Cuando los haces se reflejaban en una célula de selenio, las fluctuaciones de la intensidad de la luz se reflejaban en las variaciones de la conductividad del selenio. Para convertir los cambios de conductividad en una señal audible, Fournier d'Albe utilizó un receptor telefónico de S.G. Brown Ltd que podía detectar las fluctuaciones de la corriente hasta una millonésima parte de un amperio.

Las notas Do, Re, Fa, Sol y Si representaban las frecuencias de los 5 haces de luz y se mezclaban para crear diferentes acordes. Como contaba Fournier d'Albe en un artículo para The Electrician.

Fournier d'Albe llamó a su primer intento "optófono de sonido blanco" porque sólo pudo conseguir que el selenio reaccionara al blanco de la página y no al negro de las letras. Así que el pobre oyente tenía que interpretar los sonidos generados por el espacio que rodeaba a cada letra en lugar de los sonidos generados por las propias letras. Con este sistema, Fournier d'Albe calculó que se necesitarían unas 8 horas para aprender el alfabeto audible y entre 10 y 20 lecciones para discernir las palabras básicas.

Las deficiencias del optófono de sonido blanco se superaron finalmente en 1918, cuando el fabricante escocés de instrumentos científicos Barr&Stroud se ofreció a poner a punto la máquina para preparar su lanzamiento comercial.

La adición de una segunda célula de selenio, llamada célula de equilibrio, permitió a la máquina leer texto en negro. El receptor telefónico recogía las señales de ambas células y medía la diferencia de salida eléctrica entre ellas. Las señales blancas se anulaban entre sí, de modo que sólo se magnificaba la señal negra. La máquina renovada utilizaba las notas Sol, Mi, Re y Do, y el Sol inferior.

La máquina de Barr & Stroud pasó a ser conocida como el optófono de sonido negro. Otras modificaciones de diseño incluían una lente de aumento para leer textos de diferentes tamaños, así como un hilo sin fin que permitía al usuario ralentizar la lectura desde 5 segundos por línea hasta hasta 5 minutos. (Incluso el lector más experimentado nunca alcanzó la velocidad más rápida)

Una última mejora mantenía el libro o el periódico inmóvil en un marco sobre el mecanismo de lectura, y la cabeza lectora, o trazador, pivotaba sobre un eje para leer la línea. En el optófono de sonido blanco, el usuario tenía que volver a colocar cuidadosamente el libro, una tarea complicada para alguien ciego.

Tras el relanzamiento del optófono en 1920, un exuberante Fournier d'Albe proclamó en una carta en Nature:

"Por lo tanto, se puede decir que el problema de abrir la literatura mundial a los ciegos está definitivamente resuelto"

Una vez más, Fournier d'Albe se extralimitó. No cabe duda de que una herramienta como el optófono era necesaria, teniendo en cuenta los cientos de miles de soldados de la Primera Guerra Mundial que habían quedado ciegos a causa del gas o los proyectiles. Sin embargo, esta máquina innovadora, que podía cambiar la vida, no consiguió hacerse un hueco en el mercado.

A la muerte de Fournier d'Albe, en 1933, sólo se había vendido un número ínfimo de ópticos (tal vez una docena).

¿A qué se debió el fracaso comercial del audífono de Fournier?

La reputación de Fournier d'Albe podría haber contribuido al problema. Como muchos de su generación, era un ferviente espiritualista. Es fácil en la actualidad burlarse de esta fascinación por las sesiones de espiritismo y el deseo de establecer una conexión con los muertos, pero deberíamos recordar los avances científicos de aquella época y la fuerte tendencia ateo-materialista de la cultura actual.

El mundo invisible de las ondas electromagnéticas y el descubrimiento de los electrones estaban destrozando el libro de reglas científicas.

Algunos de los contemporáneos Fournier creían que un alma humana también podría estar almacenada de alguna manera dentro de las fuerzas energéticas invisibles. De hecho, muchos insinuaron esta conexión, pero Fournier d'Albe fue más allá y publicó un libro en 1908 llamado "New light on immortality" en el que defendía la existencia de los "psicómeros" o partículas del alma que, según él, residen en las células humanas.

Incluso les asignó un peso: 50 miligramos. Su libro provocó la reacción de la clase dirigente. El New York Times, en una crítica contundente, denunció a Fournier d'Albe como un "pseudocientífico con cerebro de crack". Más tarde moderó sus opiniones sobre el espiritismo, pero algunos miembros de la corriente científica y política siguieron viéndolo con escepticismo.

Para que el optófono tuviera éxito, Fournier d'Albe sabía que necesitaba el apoyo del Instituto Nacional de Ciegos, una poderosa asociación que en el Reino Unido actuaba como guardián no oficial de su público. El NIB estaba dirigido por el decidido Arthur Pearson.

Pearson había sido un célebre magnate de la prensa a principios de siglo, pero al perder lentamente la vista debido a un glaucoma, transfirió su energía al apoyo a los ciegos. Pearson había invertido mucho en proporcionar recursos en braille en todo el país, por lo que una nueva máquina que amenazaba con dejar obsoleto el braille nunca iba a recibir su apoyo.

En abril de 1917, el NIB aceptó enviar una delegación al laboratorio de Fournier d'Albe para ver una demostración del optófono. Según el inventor, todo salió bien y utilizó la máquina para leer con precisión una muestra aleatoria del periódico a una velocidad de cuatro palabras por minuto.

Pero cuando Pearson y el comité dieron a conocer su opinión en una carta abierta al London Times unos días después, no pudieron ser más mordaces. Llegaron a la conclusión de que la máquina era poco más que un interesante juguete científico, difícil de aprender y demasiado lento para cualquier uso práctico. Pearson cerró la carta diciendo a Fournier d'Albe que debería dejar esos inventos a "los que tienen los intereses de los ciegos en el corazón"

La falta de apoyo del NIB se vio agravada por el precio del optófono. En 1917, el optófono de sonido blanco se ofrecía a la venta por 35 libras esterlinas (equivalentes a unos 3.500 dólares/euros de hoy en día). Cuando 3 años más tarde salió a la venta el optófono de sonido negro, el precio se había triplicado.

Demasiado caro para el hogar medio, seguía siendo asequible para las instituciones médicas. Sin embargo, sin el respaldo del NIB, era improbable que esto sucediera. En un giro del destino, el Instituto Nacional de Ciegos se vio finalmente presionado a comprar un único optófono de sonido negro en 1920, después de que el rey Jorge V y la reina María vieran uno en una exposición y le dieran una crítica elogiosa.

Uno de los pocos optófonos que aún se conocen se encuentra en la colección de la organización benéfica Blind Veterans UK, fundada por el hombre que tanto se opuso a la tecnología: Arthur Pearson.

Una de las mayores preocupaciones de los críticos del NIB sobre el optófono era la cantidad de tiempo que se requería para lograr comprenderlo. Tenían razón. Fournier d'Albe había sugerido que un usuario podía aprender lo básico en sólo 10 o 20 lecciones, pero era claramente demasiado optimista. La mayoría de las personas que intentaron utilizarlo sólo fueron capaces de leer un puñado de palabras por minuto, una velocidad frustrantemente lenta.

Uno de los defensores de la máquina fue el prestigioso ingeniero A.A. Campbell-Swinton. Señaló que el lenguaje era una habilidad que se adquiere lentamente desde la infancia, por lo que juzgar la rapidez con la que un adulto podía aprender el optófono era injusto. Ayudó a adquirir varios optófonos para llevar a cabo una evaluación a largo plazo con un grupo de niños, pero no he encontrado pruebas de que esos resultados se hayan publicado formalmente.

El caso más exitoso, con diferencia, comenzó en 1918, cuando el inventor consiguió la ayuda de las gemelas de 18 años Mary y Margaret Jameson y les enseñó a utilizar el optófono de sonido blanco. Ambas ya leían en Braille. Mary parecía más hábil con el optófono, y acabó acompañando a Fournier d'Albe en muchas de sus demostraciones públicas, donde era un éxito entre los espectadores.

En 1920, Mary ya leía 25 palabras por minuto. Siguió utilizando la máquina durante el resto de su vida, hasta alcanzar las 60 palabras por minuto en 1972. Las personas videntes pueden leer entre 200 y 300 palabras por minuto. Sin embargo, cuando se le preguntó en 1966 sobre su experiencia con la máquina, Mary no parecía preocupada por su velocidad y sólo deseaba que fuera un poco más silenciosa y que las células de selenio fueran más sensibles.

¿Cómo evolución el optófono y cómo fue fuente de inspiración de otros inventos?

Aunque el amado optófono de Fournier d'Albe cayó en el olvido, su enfoque de la lectura mecánica inspiró a otros. Uno de los primeros fue un profesor de la Universidad Estatal de Iowa llamado F. C. Browne, que en 1915 mejoró la idea de Fournier d'Albe con un dispositivo que llamó phonoptikon (fonoptón). Utilizaba cristales individuales de selenio (en lugar de un preparado) y una varita manual para leer la página. Aunque obtuvo una cobertura de prensa favorable, parece que nunca llegó a fabricarse.

Le siguieron otros inventos:

• En la Exposición de Invenciones de octubre de 1929, celebrada en Londres, J. Butler Burke expuso un dispositivo, llamado optógrafo, que convertía el texto en braille.
• Dos años más tarde, Robert E. Naumburg, de Cambridge (Massachusetts), inventó el visógrafo de impresión, que leía automáticamente el texto y lo plasmaba en papel de aluminio. Se dice que el visagráfico también podía manejar imágenes y mapas.
• En 1932 apareció una máquina similar, llamada fotoelectrográfica, leía el texto y lo plasmaba en una hoja.

No faltaron inventores que esperaban suceder a Fournier d'Albe en este nuevo campo.

Quizás el legado más importante del optófono vino de la mano del pionero de la televisión electrónica Vladimir Zworykin y su equipo de la Radio Corporation of America. En la década de 1910, Zworykin había visitado a Fournier d'Albe para aprender más sobre el optófono, y la visita claramente dejó una impresión.

Décadas más tarde, Zworykin se basaría en los principios de Fournier d'Albe para ayudar a producir una máquina de lectura, llamada simplemente A-2. Su prototipo incorporaba una varita manual y fototubos (en lugar de selenio) para el sensor.

Al igual que en la época de Fournier d'Albe, en la época posterior a la Segunda Guerra Mundial había muchos miles de veteranos heridos que necesitaban herramientas que les ayudaran a leer. Esta vez, sin embargo, la Administración de Veteranos de los Estados Unidos (ahora el Departamento de Asuntos de los Veteranos) estaba interesada en desarrollar la tecnología, apoyando los esfuerzos de la RCA para perfeccionar el diseño de Zworykin.

Bajo la supervisión de Leslie E. Flory y Winthrop S. Pike, la nueva versión de la RCA, presentada en 1949, se convirtió en la primera máquina para ciegos que no sólo escaneaba el texto automáticamente, sino que también pronunciaba las letras y palabras que leía.

La máquina de lectura de la RCA se presentó justo cuando los ordenadores electrónicos empezaban a despuntar. Los informáticos no tardaron en darse cuenta de que la tecnología ofrecía una forma de acelerar el procesamiento de datos.

De hecho, muchos consideraron la máquina de la RCA de 1949 como la primera máquina práctica de reconocimiento óptico de caracteres del mundo. Pero fue Fournier d'Albe quien demostró que algo así era posible. Y en la década de 1950, su enfoque básico del escaneo óptico se estaba integrando en ordenadores de todo el mundo.