Forscher haben am Augmented Listening Laboratory an der University of Illinois Urbana-Champaign laut einem Artikel auf der Website der Universität humanoide Roboterköpfe in 3D gedruckt. Diese sollen als realistische sprechende und hörende Köpfe bei der Untersuchung helfen, wie Menschen Schall wahrnehmen und die Forscher bei der Entwicklung von Audiotechnologie unterstützen.
Menschliches Gehör durch Simulationen erforschen
Wenn das menschliche Gehör durch Algorithmen verbessert werden soll, müssen akustische Eigenschaften des menschlichen Kopfes berücksichtigt werden. Hörgeräte passen den Schall an, der an jedem Ohr empfangen wird, und schaffen so ein realistischeres Hörerlebnis. Ein Algorithmus schätzt im Anschluss den Unterschied zwischen der Ankunftszeit an jedem Ohr und der Amplitude des Schalls realistisch ein. Um diese Situationen zu simulieren, muss das menschliche Zuhören in natürlichen Umgebungen wie Cocktailpartys untersucht werden, wo viele Gespräche gleichzeitig stattfinden.
Austin Lu, ein studentisches Mitglied des Teams, sagte:
„Die Simulation realistischer Szenarien zur Verbesserung von Gesprächen erfordert oft stundenlange Aufnahmen mit menschlichen Probanden. Der gesamte Prozess kann für die Probanden anstrengend sein, und es ist für einige Probanden extrem schwierig, zwischen und während der Aufnahmen vollkommen still zu bleiben, was sich auf die gemessenen Schalldrücke auswirkt. Akustikkopf-Simulatoren können beide Nachteile überwinden. Mit ihnen können große Datensätze mit kontinuierlicher Aufzeichnung erstellt werden, die garantiert still stehen.“
Die Forscher haben genaue Kontrolle über das simulierte Objekt und können die Parameter des Experiments anpassen. Die Maschinen können sich in Bewegung setzen, um Nackenbewegungen zu simulieren. Die Köpfe wurden in 3D gedruckt und zusammengebaut, wodurch eine kostengünstige Anpassung möglich ist.
An verschiedenen Stellen sind die hochdetaillierten Ohren mit Mikrofonen versehen, um das menschliche Gehör oder Bluetooth-Ohrhörer zu simulieren. Die „Talkbox“ oder der mundähnliche Lautsprecher ahmt den menschlichen Gesang genau nach. Forscher widmeten sich bei der Bewegung vor allem dem Hals. Das 3D-Modell des Kopfdesigns ist Open Source und kann von anderen Teams heruntergeladen und nach Bedarf geändert werden.
Manan Mittal, ein graduierter Forscher des Teams, sagte:
„Unser Akustikkopf-Projekt ist der Höhepunkt der Arbeit vieler Studenten mit sehr unterschiedlichen technischen Hintergründen. Projekte wie dieses sind auf interdisziplinäre Forschung zurückzuführen, die erfordert, dass Ingenieure mit Designern zusammenarbeiten.“
Das Augmented Listening Laboratory hat außerdem rad- und zugbetriebene Systeme entwickelt, mit denen das Gehen und komplexere Bewegungen simuliert werden.
