Smart­Na­vi

Pra­xis­hil­fe bei ein­ge­schränk­tem Hör­ver­mö­gen

Projekt SmartNavi: Smarte Orientierungshilfe zur Sicherstellung und Steigerung sozialer Integrationskompetenz

Wie kann man den  Alltag bei abnehmendem Hörvermögen intelligent meistern? Diese Frage stellt sich auch und gerade vor dem Hintergrund zunehmender Alterung der Gesellschaft in Deutschland. Als wissenschaftliches Vorprojekt im Schwerpunkt „Mensch-Technik-Interaktion für den demografischen Wandel“ befasste sich das Forscherteam um Dr. Markus Borschbach mit einer „smarten Orientierungshilfe zum Erhalt und zur Steigerung der sozialen Integrationskompetenz“. Ein Human Machine Interface sollte die natürliche Autonomie im Alltag erhalten. Projektziel war die Entwicklung eines Systems zur Analyse akustischer Umgebungen mit Hilfe eines Smartphones und Filterung zur Weitergabe an ein Hörgerät. Die Abnahme des Hörvermögens geht mit einem Innenohrhörverlust bzw. einer Reduktion der Verarbeitungsstrategien in den höheren Zentren der Hörbahn (Synapsenverlust) einher. Dies führt zu vielfältigen Gefahren und Problemen im Alltag, damit verbunden zu Orientierungs- und Kommunikationsschwierigkeiten, die die Teilnahme am sozialen Umfeld deutlich einschränken. Hier kann ein omnipräsentes und intuitives Human Machine Interface adaptiv die Szenarien typischer Alltagskommunikation in natürlicher Form wieder herstellen.

Die Analyse der akustischen Umgebung mit Hilfe eines Smartphones erfolgt durch Signalquellenseparation. Sie erlaubt die Separation von akusti­schen Alltagssituationen in die einzelnen (Sprach-)Signale als synthetische Reproduktion für das selektive Hören. Der erste Meilenstein stellte eine interaktive App zur Simulation einer Smartphone-basierten Hörhilfe für das Aufzeichnen von akustischen Szenarien mit anschließender Signalquellen­trennung in die einzelnen (Sprach-)Quellen dar. Über das User-Interface werden die getrennten Signalquellen als abspielbare Audiofiles zur Konzentration auf die User-präferierte Signalquelle dargestellt.

Im Verlauf des Projekts wurden umfangreiche empirische Untersuchungen in Bezug auf die Software- und Hardware-technischen Voraussetzungen von verschiedenen internen und externen Smartphone-Mikrophonen für eine gute Separationsperformance vorgenommen. Die grundlegenden Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Experimenten bzgl. technischer Details, Positionierung, Distanz, Orientierung und Software-technischen Voraussetzungen dieser internen und externen Mikrophone wurden auf internationalen Konferenzen vorgestellt und diskutiert. Zusätzlichen wurden Untersuchungen in Bezug auf die Separationsqualität als auch Laufzeit von verschiedenen herausfordernden akustischen Szenarien mit Nachhall und Raumecho vorgenommen.

Die optimalen Verfahrensweisen und Techniken wurden im Anschluss für Untersuchungen in Bezug auf die Echtzeitfähigkeit der Separation verwendet. Die Echtzeitfähigkeit wurde hinsichtlich mobiler Plattformen und PC-Plattformen durchgeführt. Die Vorstellung der Ergebnisse der Laufzeitanalyse auf unterschiedlichen Plattformen erfolgte vor einem internationalen Fachpublikum. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen waren maßgeblich für die Entscheidung bzgl. der Umsetzung eines Online- oder Offline-Verfahrens.