Nu er høreapparaterne blevet intelligente

torsdag 28 maj 15
|
af Bjørn Lymann Jespersen

Kontakt

Kaj Bjarne Jakobsen
Lektor
DTU Elektro
45 25 52 55
Verdens første trådløse høreapparat, der kan streame lyd direkte fra telefoner og tilpasse sig brugerens omgivelser. Der er, hvad virksomheden GN ReSound de senere år som de eneste i verden har kunnet tilbyde sine kunder – blandt andet på grund af forskningssamarbejde med DTU.

Hvis man går tilbage til 1700-tallet, finder man de første høreapparater. Her var tale om hørerør fremstillet af træ, jern, konkylier eller dyrehorn. Disse rør skulle man selv holde op til øret, og de var i det hele taget noget besværlige at bruge. Nu spoler vi ca. 400 år frem til 2015, og dyrehorn og jernrør er erstattet af apparater så små, at man næsten ikke bemærker dem.

I dag fungerer alle høreapparater grundlæggende ved, at en mikrofon opfanger lyd og sender den til en højttaler, der sender lyden ind i øret, så man kan høre den. De nyeste høreapparater kan kommunikere trådløst, så man kan opfange og høre et signal fra f.eks. et tv. Signalet er radiobølger i frekvensbåndet 2,4 GHz. Dette er et internationalt frekvensbånd, så høreapparatet virker, lige meget hvor i verden man er. Før 2010 kunne radiobølgerne ikke modtages direkte i høreapparatet, men blev i stedet sendt til en modtager, som bæres om halsen.

Dette har virksomheden GN ReSound dog lavet om på. I samarbejde med ph.d.-studerende Søren Helstrup Kvist fra DTU Elektro videreudviklede virksomheden i slutningen af 2009 den såkaldte 2,4 GHz-teknologi, så signalet nu kunne modtages af antenner direkte i høreapparaterne. På den måde slap man for en ekstern modtager.

Som en del af udviklingen gik holdet også i gang med at kigge på, hvordan man kunne optimere signalet mellem antennerne i højre og venstre høreapparat. På den måde kan de to apparater nu automatisk indstille sig efter omgivelserne, så man slipper for at indstille dem manuelt. Dette var starten på ear-to-ear-teknologien, der i dag er et af hovedelementerne i GN ReSounds høreapparater.

”Vi valgte 2,4 GHz, fordi teknologien åbnede op for, at signalet kunne gå fra f.eks. fjernsynet og direkte ud til høreapparatet, og man dermed slap for at have en modtager om halsen. Med ear-to-ear-teknologien drejede det sig om at give brugerne en bedre taleforståelighed og et mere fokuseret lydbillede,” forklarer Jesper Thaysen, direktør for radioafdelingen i GN ReSound og en af hovedmændene bag teknologien.

Netop ear-to-ear var en hård nød at knække. Derfor måtte første generation af 2,4 GHz-høreapparaterne undvære denne teknologi, da den simpelthen ikke var færdigudviklet.

Radiobølger kryber over hovedet

På DTU Elektro sidder lektor Kaj Bjarne Jakobsen. Han har været vejleder for den gruppe ph.d.-studerende, der sammen med Jesper Thaysen har udviklet antenneteknologien, der i dag bruges i GN ReSounds ear-to-ear-høreapparater. >> Holdet har fremstillet forskellige typer antennesystemer, der kan optimere de såkaldte krybende radiobølger, så tabet fra højre til venstre høreapparat bliver så lille som muligt. Det har dog krævet mange simuleringer og beregninger, da bølgerne udbreder sig forskelligt alt efter hovedform, og systemet derfor skal tilpasses til den enkelte bruger.

”Helt konkret fungerer systemet som et trådløst wi-fi-netværk, der kører fra det ene øre til det andet. Når jeg f.eks. taler og drejer hovedet, hører mit ene øre ikke ret meget, og så vil jeg typisk skrue op manuelt. Med ear-to ear-teknologien kan venstre og højre høreapparat kommunikere med hinanden og automatisk skrue op eller ned for styrken. Med vores forsøg har vi fundet ud af, hvordan radiobølgerne løber hen over hovedet, og hvordan vi kan optimere det, så man får det klareste lydbillede i høreapparatet,” siger Kaj Bjarne Jakobsen.

På DTU var det primært den teoretiske og fysiske forståelse af teknologien, der blev undersøgt. Her brugte man et mannequin-hoved kaldet SAM (Specific Anthropomorphic Mannequin) til at teste antennerne. Herefter blev der udarbejdet en computermodel af hovedet, så man kunne undersøge, hvordan radiobølgerne bevægede sig fra det ene øre til det andet.

”Da vi havde lavet computermodellen, kørte vi en lang række beregninger kaldet genetiske algoritmer. Herefter valgte vi de bedste ud og kørte igen, hvilket nogle gange kunne tage flere dage. Beregningerne gav os så mulighed for at forstå, hvordan vi skulle konstruere selve antennen, så den virkede bedst muligt for denne type høreapparat,” forklarer Kaj Bjarne Jakobsen.

Med GN ReSounds app, ReSound Smart, kan man styre høreapparatet direkte fra telefonen.  
Foto GN Resound

 

Tilpasser sig efter, hvor man er

Ear-to-ear er i dag integreret i alle nye høreapparater hos GN ReSound og har åbnet op for helt nye muligheder for brugerne:

”Hvis man ikke har høreapparater, der kommunikerer, så ’ved’ det ene høreapparat jo ikke, hvordan det er indstillet, eller hvorfor det er indstillet, som det er. Med ear-to-ear-teknologien kan høreapparaterne automatisk synkronisere data med hinanden. Hvis man f.eks. er i et rum med en rumklang, sørger apparaterne for at forstå hinanden, så det ikke lyder mærkeligt i det ene. De tilpasser sig selv,” siger Jesper Thaysen.

I 2013 lancerede GN ReSound høreapparatet ReSound LiNXTM, der var det første på markedet med teknologien ’Made for iPhone’ indbygget. Denne teknologi føjer en ekstra dimension til apparaterne, så man nu kan høre musik og modtage opkald, hvor lyden trådløst bliver transmitteret direkte til høreapparatet. Høreapparaterne kan også tilpasses med forskellige brugerindstillinger, der via telefonens GPS automatisk skifter, når man f.eks. befinder sig i en bil eller på en støjende togstation. Og her var det 2,4 GHz- og ear-toear- teknologien, der åbnede op for muligheden:

”Hvis man skal kommunikere med et Apple-produkt, kræver det, at man har trådløs kommunikation samt en softwareprotokol, der bliver understøttet af både telefonen og høreapparatet. Så da Apple henvendte sig til høreapparatindustrien og tilbød sine protokoller, var det ikke svært for os at sige ja tak, fordi vi på det tidspunkt allerede havde 2,4 GHz-teknologi i vores høreapparater,” siger Jesper Thaysen.

Virksomheden har netop lanceret LiNX’ efterfølger, ReSound LiNX2™, der ifølge Jesper Thaysen er endnu bedre til at udnytte teknologien til at give bedre taleforståelighed, bedre audiologiske fordele og bedre komfort på øret.

Det rigtige valg

For GN ReSound var valget af 2,4 GHzteknologien en stor satsning, for ingen vidste på det tidspunkt, hvilken vej udviklingen ville gå. I dag har det dog vist sig, at det var det helt rigtige valg:

”I 2009 – før vi lancerede det første høreapparat med 2,4 GHz-teknologi, omsatte vi for cirka 3 mia. kr., og i 2014 var vores omsætning steget til ca. 4,5 mia. kr. Den forskel er primært drevet af 2,4 GHz-teknologien og ear-to-ear. Teknologierne har givet os nye muligheder for at hjælpe kunderne med at få en bedre dagligdag. Nu kan de snakke i telefon og nemmere agere i almindelige sociale situationer med mange mennesker og baggrundsstøj,” siger Jesper Thaysen.

I fremtiden vil både 2,4 GHz, ear-toear og Made for iPhone være at finde i alle GN ReSounds nye produkter.

Høreapparater, der kommunikerer

GN ReSound har siden 2010 lanceret tre generationer af høreapparater med 2,4 GHz-teknologien:

1. generation ReSound AleraTM (2010): Første apparat med 2,4 GHz-teknologi
2. generation ReSound VersoTM (2012): Ear-to-ear indbygget
3. generation Resound LiNXTM (2013): Made For iPhone indbygget

Ear-to-ear: Ph.d.-studerende samt ansatte hos GN ReSound har udviklet trådløs kommunikation mellem to hørerapparater kaldet ear-to-ear. Denne teknologi gør, at man ikke behøver at indstille hvert høreapparat manuelt. I stedet kan høreapparaterne kommunikere med hinanden. Ear-to-ear-teknologien er blevet brugt før, men det er første gang, at den bliver implementeret i 2,4 GHz-teknologien. Dette gør også, at man slipper for at bære en modtager rundt om halsen, da rækkevidden er meget større med 2,4 GHz.

Made for iPhone: Giver høreapparaterne mulighed for at kommunikere med en iPhone, iPad eller iPod touch. Dette gør, at man trådløst kan modtage opkald og høre musik direkte i høreapparaterne. Med teknologien følger også en app, der kan bruges til at styre lydstyrken og vælge forskellige indstillinger og programmer til høreapparatet. Teknologien kan også bruges til visse Android-telefoner, og appen findes også i Google Play.