Motivation
Akustische Umweltverschmutzung, also Lärm, ist ein zentrales Problem in einer technisierten Gesellschaft mit einem steigenden Transport- und Mobilitätsbedarf. Geräusche entstehen in allen Geräten und Anlagen mit bewegten Teilen, von Haushaltsmixern über (Elektro-) Fahrzeuge bis hin zu Windrädern. Neben dem schieren Lärm, den es zu vermeiden gilt, sind Geräusche auch Indikatoren eines Geräteverschleißes. Ihre exakte Lokalisation und eine genaue Kenntnis ihrer Ausprägung sind somit unbedingte Grundlage, um Abnutzung zu vermindern und eine ressourceneffiziente, langlebige Gerätekonstruktion zu ermöglichen. Gegenwärtig werden zur Schallquellenlokalisation sogenannte akustische Kameras eingesetzt, die mindestens über zwei Mikrofone verfügen. Durch den Phasenversatz der Mikrofonsignale lässt sich dann die Schallquelle orten. Bei akustischen Kameras werden Auswertungen von Mikrofonmessungen in Bild- bzw. Videoaufnahmen des Ortes der Messung überlagert, die damit die Position und die Stärke der Schallquelle visualisieren. Derzeitige Verfahren weisen aber deutliche Schwächen hinsichtlich Einsatzmöglichkeit und Aufwand für Messaufbauten auf.
Ziele und Vorgehen
Im Projekt MOSES soll nun durch leistungsstarke Auswertealgorithmik eine miniaturisierte und mobil vielseitig verwendbare Akustik-Kamera entwickelt werden. Dies wird erreicht durch den Einsatz neu entwickelter, bioinspirierter (nach Vorbildern aus der Natur entwickelter) Auswertealgorithmen. Ein mögliches Vorbild aus der Natur kann dabei beispielsweise die nachtaktive Fliege Ormia ochracea sein, die trotz geringstem Ohrabstand hohe Lokalisationsleistungen erbringt. Dieser Ohrabstand entspricht im technischen Aufbau dann dem Abstand der Akustiksensoren (Mikrofone). Das Gesamtsystem soll mit einer autonomen Benutzerführung ausgestattet sein und Anwendungsszenarien selbstständig erkennen können. Die benutzerfreundliche Anwendbarkeit und Anpassbarkeit sowie die Performanz trotz geringer Abmessungen ermöglichen eine vielfältige Einsetzbarkeit. Es sollen damit Lärmquellen in Produktionsanlagen eindeutig identifiziert und Schutzmaßnahmen für die Mitarbeiter abgeleitet werden. In Bezug auf die Produktion sollen beispielsweise Produktschwachstellen frühzeitig erkannt, Produktoptimierungen in akustischer Hinsicht begleitet und Analysen zur Emissionsreduktion bis hin zum Sounddesign ermöglicht werden. Eine ansprechende und einfache Benutzerführung soll den Einsatz der Entwicklung für technisch versiertes Personal ohne besondere Akustikkenntnisse ermöglichen.
Innovationen und Perspektiven
Die Fachhochschule Bielefeld übernimmt schwerpunktmäßig die Simulations- und Algorithmenentwicklung, der Konsortialführer CAE Software und Systems GmbH die Erarbeitung der Benutzerführung und den Hardwareaufbau. Nach erfolgreicher Vorhabenumsetzung und Weiterentwicklung zum Produkt strebt das Unternehmen mit dem System die Marktführerschaft an.