Forsker vil skrue op for danskernes høreapparater
Ny forskning skal udbedre problemet med hylen i høreapparater gennem en ny teknologiplatform. Høreapparatproducenterne venter spændt på løsningen.

Høreapparater har en bivirkning: de kan komme til at hyle. På DTU bliver der arbejdet på en løsning. (Foto: <a href="http://www.shutterstock.com/pic-130836797/stock-photo-girl-taking-hearin... target="_blank">Shutterstock</a>)

En stor del af de cirka 300.000 danske høreapparatbrugere kender til problemet med, at apparatet kan komme til at hyle. Og endnu flere danskere har nok set deres mormor, far, kone eller søn blive irriteret på høreapparatet, der udsætter øret for den trættende lyd.

Det hylende problem går under navnet akustisk tilbagekobling, og det opstår, hvis høreapparatets mikrofon forstærker den lyd, som kommer fra apparatets egen højtaler. I de seneste år er det lykkedes producenterne at skrue ned for risikoen for tilbagekoblingen.

Men problemet er der stadig – især når man har brug for at skrue op for høreapparatet. Derfor arbejder adjunkt Junghwan Kook fra Institut for Elektroteknologi (DTU Elektro) ved Danmarks Tekniske Universitet på en løsning, som vil give de hørehæmmede mulighed for at skrue mere op for lyden uden at være bekymret for den irriterende hylen.

»Det drejer sig især om at få akustikken og mekanikken til at spille sammen på den helt rigtige måde,« fastslår Junghwan Kook, hvis arbejde bliver støttet af Det Frie Forskningsråd.

Ny teknologisk platform skal fjerne begrænsningerne

Junghwan Kook er i gang med at undersøge båndgabsmaterialer som en mulig ny teknologisk platform i akustisk-mekaniske systemer som for eksempel høreapparater.

Båndgabsmaterialer er kompositmaterialer - det vil sige materialer, der er sammensat af mindst to elementer. I modsætning til andre kompositmaterialer er båndgabsmaterialer opbygget periodisk. De kan potentielt undertrykke støj og vibrationsudbredelse i visse frekvensområder.

Fakta

Det Frie Forskningsråd har tildelt Junghwan Kook fra Danmarks Tekniske Universitet en postdoc-bevilling på ca. 2 mio. kr. til hans forskningsprojekt, som skal hjælpe hørehæmmede. Projektet har titlen ‘Systematic Design of Bandgap Microstructure for Miniaturized Acoustic-Mechanical Devices: Application to BTE Hearing Aid Design’.

»Vores mål er at udvikle værktøjer, der vil give mere frihed og fjerne nogle af de begrænsninger, som høreapparatproducenterne har i dag.

Det vil i sidste ende komme brugerne til gode, fordi producenterne vil være i stand til at designe og producere bedre høreapparater,« fortæller Junghwan Kook. Han fortsætter:

»Hvis det går, som vi håber, er vi klar med værktøjerne om et års tid. Men så skal vi også til at kigge på det praktiske design, og det kan tage mere tid, end man umiddelbart regner med.«

Optimering af de mekaniske egenskaber

I Junghwan Kooks arbejde med at optimere høreapparaterne yderligere, vil såkaldt ’topologioptimering’ komme til at spille en rolle, forklarer han.

Topologioptimering er en beregningsmetode til at optimere konstruktionens mekaniske egenskaber med mindst muligt materialeforbrug. Det kan for eksempel løses med tynde ribber eller hullet struktur som i en golfbold.

Nyere forskning har vist, at den slags løsninger kan bruges til at kontrollere udbredelsen af støj og vibrationer i forskellige materialer.

Junghwan Kooks udfordring ligger i at tilpasse den periodiske opbygning med båndgabsmaterialer til små dimensioner og de relevante frekvenser til det hørbare område. (Illustration: Junghwan Kook/DTU)

Junghwan Kooks opgave bliver at finde den helt rigtige kombination af båndgabsmaterialer ved hjælp af topologioptimering. Hans udfordring ligger i at tilpasse den periodiske materialeopbygning til små dimensioner og de relevante frekvenser til det hørbare område.

Branchen skal tage over

Junghwan Kook udfører sin forskning på CAMM-centret (Centre for Acoustic-Mechanical Micro Systems) på DTU. Centerleder Jakob Søndergaard Jensen er med som diskussionspartner på projektet, og derudover vil Institut for Mekanisk Teknologi (DTU Mekanik) bidrage med deres ekspertise i produktion af mikrostrukturer.

»Slutmålet med projektet, som jeg ser det, er at udvikle en designplatform, som virksomhederne, herunder Widex, GN Resound og Oticon, der er vores sponsorer, kan bruge og videreudvikle i deres produkter,« fortæller centerleder Jakob Søndergaard Jensen.

Det er faktisk virksomhederne selv, der har opfordret DTU-hjernerne til at gå i gang med forskningsarbejdet på netop dette felt, tilføjer Junghwan Kook.

Forskellige forsøg på at forbedre høreapparaterne

Producenterne af høreapparater har i de seneste år blandt andet satset på at løse problemet med den akustiske tilbagekobling ved hjælp af apparater med åbne tilpasninger, hvor det ikke en øreprop, men et tyndt rør/slange, der forbinder selve apparatet bag øret og den lille prop i øret.

En del høreapparatbrugere er dog stadig afhængige af at have en lukket prop i øret, og derfor kan de åbne tilpasninger ikke bruges i deres tilfælde. Derudover er der stadigvæk plads til forbedringer i høreapparaternes egenskaber - også når det drejer sig om apparater med de åbne tilpasninger.

Koblingen mellem det akustiske signal og de mekaniske vibrationer i høreapparatet sætter nemlig ofte en grænse for, hvor højt der kan skrues op, uden at brugeren bliver »ramt« af den akustiske tilbagekobling, når lydtrykket i høreapparatet sætter skallen og andre dele i høreapparatet i svingninger.

Selektering af lyd er den helt store udfordring

Den unge koreaner er blot er én af DTU's mange forskere, som sigter efter at forbedre høreapparatteknologien. På CAHR-centret (Centre for Applied Hearing Research), der er et slags søstercenter til CAMM-centret, forsker man blandt andet i selektering af lyd.

Det er høreapparatbrugernes største udfordring i dag, lyder det fra Høreforeningen, der arbejder for bedre livsvilkår for mennesker, som er berørt af høreproblemer eller sygdomme i øret.

»Høreapparaterne kan ikke selektere i lydene på samme måde som hjernen, der kan afgøre hvilken støjkilde der er nødvendig, og hvilken støjkilde der er unødvendig. Og når personer med en hørenedsættelse befinder sig et sted med mange forskellige lydkilder, kan de derfor have svært med at selektere i, hvad det er for nogle lyde, der kommer ind, og det er meget irriterende,« siger kommunikationschef Irene Scharbau fra Høreforeningen.

Udviklingen har hidtil givet de nye, moderne høreapparater retningsmikrofoner, som kan hjælpe ved at pege i en bestemt retning. Men de løser ikke udfordringen med at administrere, hvor alle de andre støjkilder kommer fra, lyder det fra Høreforeningen. 

Forsker fra Sydkorea til Danmark

Junghwan Kook er 35 år og kommer fra Sydkorea. Han har arbejdet på DTU siden 2012.

»Det er en fordel for mit projekt, at jeg her kan arbejde tæt sammen med mange eksperter med forskellige baggrunde,« fortæller Junghwan Kook. Han er glad for at arbejde i den danske forskningsverden.

»I Korea arbejder mange forskere til sent om aftenen og sover kun få timer om natten. Her i Danmark har jeg mulighed for at finde en balance mellem mit arbejdsliv og mit familieliv. Jeg tror, at det er denne balance, der gør danskerne til det lykkeligste folk i verden,« siger han.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker