Forschung: auf der Suche nach neuen Mikrofonen

Apples Siri und Hörgeräte werden partytauglich 

Dank der aktuell weit entwickelten Hör-Technologie, können Sie bereits mit den für Sie individuell angepassten Hörgeräten auf Partys bis in die Morgenstunden feiern, mit Freunden den neuesten Klatscht und Tratsch austauschen oder mit neuen Bekanntschaften flirten, was das Zeug hält. Doch wie in vielen anderen Bereichen auch, ruhen sich die Hörgeräte-Entwickler nicht auf ihren bisher erreichten Lorbeeren aus, sondern versuchen die Hörgeräte von heute stets weiter zu entwickeln.


Im Experiment: Diese "Torte" kann Richtungshören
(Foto: duke.edu)

So auch die Wissenschaftler der Duke-University. Ihre Mission: Ein Sensor, mit dem Stimmen noch sauberer aus einer Menschenmenge herausgefiltert werden können. Optisch sieht dieser Sensor wie eine Torte mit dutzenden Stücken und Wabenstrukturen an der Oberfläche aus. Und genau diese Struktur ermöglicht es eben, Schall aus unterschiedlichen Richtungen zu unterscheiden bzw. noch deutlicher als bisher herauszufiltern, denn sie besteht aus unterschiedlich starken Vertiefungen, die ähnlich wie eine halb gefüllte Flasche, über deren Hals man bläst, einen Ton abgeben. „Die Tiefe der Löcher bestimmt die Tonhöhe, was eintreffenden Schall leicht, aber messbar verändert", erklärt Steve Cummer, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Duke University. Diese Verzerrung von außen kommender Klänge ist dabei für jedes „Tortenstück" des Sensors etwas anders. Wenn Schall auf das Mikrofon in der Mitte der Konstruktion trifft, ist daher ermittelbar, woher er gekommen ist. Einziger Haken: Aktuell hat der Sensor noch einen Durchmesser von gut 15 Zentimetern. Hörgeräte-Träger wollen ihre Geräte aber generell so unauffällig wie möglich. Das heißt, im zweiten Schritt müssen die Forscher die Herausforderung bewältigen, den Sensor so weit wie möglich zu verkleinern, ohne dass darunter die Leistung des Geräts leidet. Die Duke-Forscher stellen sich dieser Herausforderung natürlich und sind zuversichtlich, diese erfolgreich zu meistern.

Laut den Duke-Forschern sei das Potenzial des Sensors sehr groß. „Wir sind der Ansicht, dass das die Leistung von sprachgesteuerten Geräten wie Smartphones und Spielkonsolen verbessern kann und dabei zugleich die Komplexität der Systeme reduziert", so Duke-Doktorand Abel Xie. Ebenso können elektronische Hörhilfen, egal ob externe Geräte oder Implantate, profitieren. Zudem könnte das Konzept laut Duke-Doktorand Abel Xie neue Möglichkeiten eröffnen: „Ich denke, dass es mit medizinischen bildgebenden Verfahren wie Ultraschall kombiniert werden könnte, um nicht nur aktuelle Verfahren zu verbessern, sondern völlig neue zu schaffen.“

Digitales Hören – Die Erfolge der vergangenen Jahre im Überblick

Die Geschichte der Hörgeräte zeigt, dass die Leidenschaft und das Engagement der Hörgeräte-Entwickler von Erfolg gekrönt sind. So sind die Hörgeräte von heute winzige drahtlos vernetzte Produkte mit einer intelligenten Erkennung von Hörsituationen. Seit der Einführung der Voll-Digitaltechnik haben sich eine Menge neuer Möglichkeiten für Hörgeräte-Träger eröffnet. Die nachfolgenden Technologien sind daher nur eine kleine Aufzählung der wichtigsten Innovationen, die Einfluss auf die gesamte Hörgeräte-Branche hatten.

  1. Binaurales Hören/ Ohr-zu-Ohr Synchronisation – prämiert mit dem Deutschen Zukunftspreis 2012: Beim Hören entsteht nur dann ein räumlicher Eindruck, wenn das Zusammenspiel beider Ohren berücksichtigt wird. Doch selbst mit digitalen Hörgeräten ist das nicht so einfach. Schließlich hat jedes Ohr in der Regel ein eigenes Hörgerät mit jeweils individuellen Einstellungen. So haben Wissenschaftler mit der „Idee“ des binauralen Hörens/der Ohr-zu-Ohr-Synchronisation die Kommunikation zwischen beiden Hörgeräten hergestellt und zwar per Funk. Doch nicht nur das: die unterschiedlichen Höreindrücke beider Seiten, beispielsweise durch Lärm von rechts und Sprache von links, werden durch hochkomplexe, mathematische Verfahren miteinander verglichen und die Einstellungen dann aufeinander automatisch abgestimmt. Dadurch entsteht ein harmonischer und vor allem räumlicher Höreindruck und das Sprachverstehen wird zusätzlich verbessert.
  2. Frequenzkompression – Nichthörbares hörbar machen: Die Idee dahinter: hohe, nicht mehr nutzbare Frequenzanteile werden in hörbare Bereiche „zusammengepresst“ und verschoben. Der wahrnehmbare Frequenzbereich wird damit erweitert und das Sprachverstehen gleichzeitig verbessert. Ein Trick, der großen Anklang bei den Trägern digitaler Hörgeräte findet.
  3. Direktionale Richt-Mikrofone für besseres Sprachverstehen: Das Sprachverstehen wird durch Richt-Mikrofone insbesondere in geräuschvollen Kulissen, z.B. in Restaurants oder auf Partys, deutlich verbessert. Adaptive, direktionale Mikrofone verfeinern diese Idee und folgen sich bewegenden, störenden Geräuschen, um diese herauszufiltern, z.B. Stimmen von hinten. Mehrkanalige, adaptive Richtmikrofone können diese Störgeräusche außerdem aufgrund ihrer Frequenz unterscheiden, nachverfolgen und anschließend dämpfen.

Unser Tipp: Lesen Sie im Anschluss den Artikel „Digitale Hörgeräte“. Dort werden die Erfolge der vergangenen Jahre noch ausführlicher erklärt und Sie erhalten zusätzlich Hörgeräte- bzw. Marken-Empfehlungen, damit Sie sich bei Ihrem Hörgeräteakustiker gezielt über bestimmte Produkte informieren können.