Wetenschap

Horen met je bril

Promovendus Daniel Rocha ontwikkelde een chip voor een hoorbril, die het geluid uit de richting waarin je kijkt versterkt.Op feesten en partijen is het voor slechthorenden geen feest.

Een gezellig praatje maken met iemand gaat nauwelijks, omdat hun gehoorapparaat het stemgeluid van de gesprekspartner versterkt, maar ook alle ruis op de achtergrond. Daniel Rocha van de afdeling micro-elektronica van de faculteit Informatietechnologie en systemen (ITS) ontwikkelde daarom miniatuurelektronica voor een ‘hoorbril’. Deze bril versterkt alleen geluid dat uit de richting komt waarin je kijkt. De hoorbril moet overigens wel in combinatie met een gewoon gehoorapparaat worden gedragen, maar met de hippe brillen à la Idol Jamai is dat geen punt meer.

Het idee van de hoorbril is niet nieuw. Al in 1987 kwam de toenmalige vakgroep akoestiek van technische natuurkunde met de uitvinding. De vakgroep bedacht hoe geluid een betere richtingsgevoeligheid krijgt. Alleen: de eerste prototypen van de bril hadden niet bepaald het normale formaat van een brilmontuur. De dikke brillenpoten waren via een kabel verbonden aan een kastje dat de elektronica en stroomvoorziening bevatte, zo groot als een ouderwetse mobiele telefoon.

Dat moest kleiner. De Portugese promovendus Rocha ontwikkelde een chip voor de signaalverwerking, zodat een brillenfabrikant de gehoorelektronica makkelijk in het montuur kan verwerken. Bovendien wist hij de ‘hoorchip’ zo energiezuinig te maken, dat een enkele zonnecel al in de energievoorziening kan voorzien. Hiermee kan het priegelige verwisselen van batterijen tot het verleden behoren. Rocha’s chip heeft niet meer dan honderd microwatt nodig om een signaal van de microfoontjes in de brillenpoot door te geven aan het gehoorapparaat. Op een standaard alkalinebatterij zou de chip maar liefst 28.000 uur werken.

De vier microfoontjes in de brillenpoot zetten geluid, dat uit verschillende richtingen komt, om in elektrische signalen.

In de combinatie van deze vier signalen zit informatie over de richting waaruit het geluid komt. De chip bewerkt deze signalen, waarna er één signaal overblijft dat naar verhouding meer geluid van voren dan van achteren en opzij bevat. Daardoor neemt de richtinggevoeligheid van het geluid toe, evenals de verstaanbaarheid.

Vervolgens zet een spoeltje in de chip (de coil) het elektrische signaal van de chip om in een magnetisch signaal.

Een gehoorapparaat pikt dat magnetische signaal op zodra het gehoorapparaat van de drager van de microfoonstand (M-stand) in de speciale telefoonstand (T-stand) wordt gezet.

Zuinig

De elektronica voor de hoorbril moesten niet alleen klein zijn, maar vooral zuinig. Rocha: ,,Ik wilde eigenlijk geen hoorbril maken die afhankelijk is van een batterij, maar van zonnecellen. Als back-up wilde ik een dunne lithium-ionbatterij gebruiken die bij teveel zon de energie opslaat en bij te weinig zon de energie levert aan de chip.”

De volgende stap in zijn onderzoek was het plakken van de elektronica op een zonnecelbatterijtje van twee bij drie millimeter. ,,Maar mijn tijd aan de TU was op”, verzucht Rocha, die intussen als post-doc aan de Weense Technische Universiteit werkt. ,,We zoeken nog een commerciële partner die ons helpt om de zonnecel op de chip te plakken”, aldus universitair hoofddocent dr.ir. Wouter Serdijn, promotor van Rocha’s onderzoek.

De miljoen slechthorenden in Nederland kunnen sinds september vorig jaar al wel gebruikmaken van een soort hoorbril, de Link-it. Die ziet eruit als een minipistooltje dat achter het oor wordt gehangen. Volgens Serdijn is deze Link-it minder geavanceerd dan de hoorbril. Hij heeft een groter energieverbruik en een hoger volume en is daardoor meteen zichtbaar. Bovendien is de Link-it minder richtinggevoelig. ,,Maar het voordeel is dat de Link-it een op zichzelf staand product is. Het hoeft nergens te worden ingebouwd”, aldus Serdijn.

Promovendus Daniel Rocha ontwikkelde een chip voor een hoorbril, die het geluid uit de richting waarin je kijkt versterkt.

Op feesten en partijen is het voor slechthorenden geen feest. Een gezellig praatje maken met iemand gaat nauwelijks, omdat hun gehoorapparaat het stemgeluid van de gesprekspartner versterkt, maar ook alle ruis op de achtergrond. Daniel Rocha van de afdeling micro-elektronica van de faculteit Informatietechnologie en systemen (ITS) ontwikkelde daarom miniatuurelektronica voor een ‘hoorbril’. Deze bril versterkt alleen geluid dat uit de richting komt waarin je kijkt. De hoorbril moet overigens wel in combinatie met een gewoon gehoorapparaat worden gedragen, maar met de hippe brillen à la Idol Jamai is dat geen punt meer.

Het idee van de hoorbril is niet nieuw. Al in 1987 kwam de toenmalige vakgroep akoestiek van technische natuurkunde met de uitvinding. De vakgroep bedacht hoe geluid een betere richtingsgevoeligheid krijgt. Alleen: de eerste prototypen van de bril hadden niet bepaald het normale formaat van een brilmontuur. De dikke brillenpoten waren via een kabel verbonden aan een kastje dat de elektronica en stroomvoorziening bevatte, zo groot als een ouderwetse mobiele telefoon.

Dat moest kleiner. De Portugese promovendus Rocha ontwikkelde een chip voor de signaalverwerking, zodat een brillenfabrikant de gehoorelektronica makkelijk in het montuur kan verwerken. Bovendien wist hij de ‘hoorchip’ zo energiezuinig te maken, dat een enkele zonnecel al in de energievoorziening kan voorzien. Hiermee kan het priegelige verwisselen van batterijen tot het verleden behoren. Rocha’s chip heeft niet meer dan honderd microwatt nodig om een signaal van de microfoontjes in de brillenpoot door te geven aan het gehoorapparaat. Op een standaard alkalinebatterij zou de chip maar liefst 28.000 uur werken.

De vier microfoontjes in de brillenpoot zetten geluid, dat uit verschillende richtingen komt, om in elektrische signalen.

In de combinatie van deze vier signalen zit informatie over de richting waaruit het geluid komt. De chip bewerkt deze signalen, waarna er één signaal overblijft dat naar verhouding meer geluid van voren dan van achteren en opzij bevat. Daardoor neemt de richtinggevoeligheid van het geluid toe, evenals de verstaanbaarheid.

Vervolgens zet een spoeltje in de chip (de coil) het elektrische signaal van de chip om in een magnetisch signaal.

Een gehoorapparaat pikt dat magnetische signaal op zodra het gehoorapparaat van de drager van de microfoonstand (M-stand) in de speciale telefoonstand (T-stand) wordt gezet.

Zuinig

De elektronica voor de hoorbril moesten niet alleen klein zijn, maar vooral zuinig. Rocha: ,,Ik wilde eigenlijk geen hoorbril maken die afhankelijk is van een batterij, maar van zonnecellen. Als back-up wilde ik een dunne lithium-ionbatterij gebruiken die bij teveel zon de energie opslaat en bij te weinig zon de energie levert aan de chip.”

De volgende stap in zijn onderzoek was het plakken van de elektronica op een zonnecelbatterijtje van twee bij drie millimeter. ,,Maar mijn tijd aan de TU was op”, verzucht Rocha, die intussen als post-doc aan de Weense Technische Universiteit werkt. ,,We zoeken nog een commerciële partner die ons helpt om de zonnecel op de chip te plakken”, aldus universitair hoofddocent dr.ir. Wouter Serdijn, promotor van Rocha’s onderzoek.

De miljoen slechthorenden in Nederland kunnen sinds september vorig jaar al wel gebruikmaken van een soort hoorbril, de Link-it. Die ziet eruit als een minipistooltje dat achter het oor wordt gehangen. Volgens Serdijn is deze Link-it minder geavanceerd dan de hoorbril. Hij heeft een groter energieverbruik en een hoger volume en is daardoor meteen zichtbaar. Bovendien is de Link-it minder richtinggevoelig. ,,Maar het voordeel is dat de Link-it een op zichzelf staand product is. Het hoeft nergens te worden ingebouwd”, aldus Serdijn.

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.