Neue technische Fortschritte in angewandter Akustik
Obwohl im Wesentlichen das gleiche physikalische Phänomen untersucht wird, ist die Forschung in der Fahrzeug-, Raum-, Musik- und Psychoakustik noch zu unkoordiniert, und die Ergebnisse der anderen Forschungsbereiche finden relativ wenig Beachtung. Das Projekt BATWOMAN sollte Forschungsvorhaben zusammenführen, um den technischen Stand in den verwandten Bereichen Klanggestaltung, Genauigkeit der Modellierung, Effizienz und anwendbare Frequenzbereiche zu erweitern. Zudem untersuchte das Projekt die menschliche Hörwahrnehmung, um Parameter für Klangqualität und die stimulierende Wirkung bestimmter Geräusche auf Wohlbefinden und geistige Leistungsfähigkeit, aber auch mögliche gesundheitsschädliche Effekte zu klären. Prognosen zur Wirkung von Geräuschen Die Forschergruppe entwickelte zunächst computergestützte Prognosen der Hörwahrnehmung in bestimmten Szenarien. Dabei wurden physische Modelle von Geräuschquellen (Musikinstrumente oder Fahrzeuge) und Innenräumen (etwa Konzertsäle oder Autoinnenräume) zugrunde gelegt. Projektkoordinator Martin Wifling erklärt: "Dann wurden die Computermodelle optimiert, um Leistung und Klangtreue zu verbessern und auf Computerhardware der nächsten Generation virtuelle Geräusche in Echtzeit zu erzeugen." Ein wichtiger Bereich des Projekts untersuchte, wie sich Hintergrundgeräusche auf die kognitive Leistungsfähigkeit auswirken. Hierzu wurde experimentell analysiert, wie das Lösen spezifischer Aufgaben, die kognitive Höchstleistung erfordern, durch Hintergrundgeräusche beeinflusst wird. Die Experimente liefern neues Wissen zur Umweltakustik und zeigen, dass die Art des Geräuschs und die Art der Aufgabe großen Einfluss darauf haben, wie ein Mensch eine spezifische Aufgabe lösen kann. Unterschieden wird vor allem danach, ob das Geräusch als Rauschen oder als sprachähnlich wahrgenommen wird und inwieweit eine semantische Bedeutung existiert. Auch die Art der Aufgabe spielt eine Rolle, etwa, ob zur Lösung das Kurzzeitgedächtnis aktiviert wird, ob Erinnerungseinheiten strukturiert und sortiert werden müssen wie beim Merken von Telefonnummern, oder ob die Aufgabe in routinemäßigen, mechanischen oder repetitiven Schritten gelöst wird. So enthüllten die Forschungen des Projekts einen neuen akustischen Parameter im Zusammenhang mit der spektralen Variabilität des akustischen Umfelds. Mit diesem Parameter ließen sich hinreichend genaue Vorhersagen machen, wie eine spezifische kognitive Aufgabe gelöst wird. Dabei musste der Proband mehrere Einheiten (Zahlen) im Kurzzeitgedächtnis behalten und in richtiger Reihenfolge wiedergeben. Ebenso lassen sich verzerrende Effekte von Hintergrundgeräuschen auf die Genauigkeit der Erinnerung ermitteln. Hierfür wird mit nur einem Algorithmus eine Aufzeichnung der jeweiligen Geräuschkulisse analysiert. Eine Schlussfolgerung von BATWOMAN ist, dass sich Ergebnisse aus Experimenten, die für spezifische Aufgaben entworfen wurden, nicht verallgemeinern lassen, da jedes Szenario spezifische Einschränkungen hat. Sollen also zuverlässige Empfehlungen und Vorgaben konzipiert werden, muss bei den experimentellen Versuchen kontextspezifischer vorgegangen werden. Vadillo Kohlrausch, Koordinator des Untersuchungsbereichs Wahrnehmung innerhalb von BATWOMAN, erklärt dazu: "Dieses interdisziplinäre Forschungsfeld befasst sich mit Umweltakustik und kognitiver Psychologie und gewinnt wegen zunehmender Nutzung von Großraumbüros und offenen Lernumgebungen immer größere gesellschaftliche Bedeutung." Der Klang der Zukunft Die in BATWOMAN tätigen Nachwuchsforscher profitierten von Anfang an vom starken Engagement der beteiligten Privatunternehmen, die auf das enge Miteinander von Grundlagenforschung, angewandter Forschung und Produktentwicklung setzen. BATWOMAN lieferte damit nicht nur neue Erkenntnisse zu akustischen Parametern, sondern entwickelte auch praktische Methoden, um Fahrzeuggeräusche und -vibrationen zu reduzieren und nicht zuletzt den Klang von Musikinstrumenten, Konzertsälen und sogar industriellen Produkten zu verbessern. Mit Blick auf die Zukunft, so Wifling, "planen wir, die BATWOMAN-Forschung voranzutreiben und zu untersuchen, wie Struktursimulationen, Modelle für Raumakustik und wahrnehmbare Korrekturen an Tonaufnahmen durch hochleistungsfähige Parallelverarbeitung bei Computern der nächsten Generation vereinfacht werden können." Ein praktischer Bereich, auf den sich das Projektteam derzeit konzentriert, sind VR-Audioaufnahmen (VR - Virtual Reality) der nächsten Generation, denen Echtzeitgeräusche basierend auf physikalischer Realität zugrunde liegen. Für VR-Entwickler muss virtuelle Realität künftig über reine Gaming- und Entertainment-Anwendungen hinausgehen.
Schlüsselbegriffe
BATWOMAN, Akustik, Klangdesign, Genauigkeit der Modellierung, akustische Wahrnehmung, Wohlbefinden, Kognition, Klangparameter
