Ung forsker sikrer hurtigere udvikling af høreapparater
Høreapparater bliver stadig mindre. De mindste modeller sidder helt inde i øret og er så små, at de dårligt kan ses. Samtidig skal høreapparaterne rumme de samme funktioner som tidligere, ligesom de helst skal kunne forstærke lyden fra omgivelserne endnu mere. Det betyder, at alle komponenter bliver mindre, kommer til at sidde tættere på hinanden, og at der er skruet helt op for højttaleren.
Det kan skabe udfordringer med akustisk feedback til stor gene både for brugeren og dennes omgivelser. Det er derfor en af de udfordringer, som høreapparatproducenter arbejder på at få løst. Men løsningen ligger ikke lige for, den kræver både indsigt i akustik og mekanik.
- I et høreapparat bevæger lyd fra højttaleren sig både som akustiske bølger og vibrationer til mikrofonen. Med computermodeller kan producenterne af høreapparater identificere den mest relevante feedback, man kan så at sige ’slukke for’ enten vibrationer eller akustik. Modellerne og de bagvedliggende matematiske beregninger er dog meget komplekse, siger Ester Creixell Mediante, der er forskeren bag udviklingen af den nye hurtigere model.
En drøm om hurtigere designprocesser
Det var den danske høreapparatvirksomhed Oticon, der tog initiativ til projektet.
- Vi havde en drøm om at kunne optimere designet af vores høreapparater uden at skulle vente uger eller måneder på, at computermodellerne regnede selv små ideer til ændringer igennem. Den opgave havde vi dog ikke selv ressourcer eller de matematiske kompetencer til at løfte, siger Lead Developer & Team Manager i Oticon, Martin Larsen.
Det var derfor nærliggende at indlede et samarbejde med DTU Elektro om at undersøge muligheden for at reducere de mange ligninger bag modellen. Det blev til et fælles ph.d.-projekt, som Ester Creixell Mediante blev ansat til at gennemføre.
Ester Creixell Mediante indledte arbejdet med at reducere den matematiske kompleksitet bag modellen. Det fik hende til at udvikle en metode baseret på algebraiske operationer, hvor kun relevant information bliver gemt og unødige matematiske detaljer frasorteret. Det lykkedes hende på den måde med at reducere beregningstiderne, så de blev op til 20 gange kortere og nu kan gennemføres på dage frem for uger. Et resultat, som Oticon er yderst tilfreds med.
Anvendelse af modellen
Ester Creixell Mediante er efter færdiggørelsen af sit ph.d.-projekt blevet ansat i Oticon, hvor hun har indarbejdet de nye og hurtigere beregningsmetoder i de computermodeller, som virksomhedens udviklere anvender. Derudover har hun arbejdet videre med den anden del af sit ph.d.-projekt, der drejede sig om at undersøge, om topologioptimering kan anvendes i udviklingen af høreapparater.
- Topologioptimering er en computerbaseret metode egnet til at beregne eksempelvis, hvordan en flyvinge eller en bropille bedst kan formgives, når den samtidig skal have den styrke, der kræves og veje mindst muligt. Her arbejder computeren med at skrælle alle unødvendige dele af og kommer med et forslag til design. Vi kunne godt tænke os at se, om man kan bruge samme koncept til at løse de akustiske designudfordringer, vi har i høreapparater, siger Martin Larsen.
Den proces er vanskelig i et høreapparat, hvor akustik og mekanik hænger så tæt sammen. Men Ester Creixell Mediante har som en del af sit nye job et samarbejde med DTU om at få relevante metoder undersøgt.
