Hoorapparaat van de toekomst luistert naar hersengolven

Het onderzoek is gepubliceerd in IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

Onze hersenen kunnen zonder moeite één stem isoleren uit een heleboel andere sprekers en nog wat lawaai op de achtergrond. Voor hoorapparaten is dat echter een hele uitdaging. Ze zijn goed in staat om achtergrondgeluid te onderdrukken, maar het probleem zit hem in de keuze van de geluidsbron. Tom Francart: "Een hoorapparaat richt zich bijvoorbeeld naar de luidste spreker in de omgeving, maar dat klopt niet altijd. Of het systeem houdt rekening met je kijkrichting. Maar als je met de auto rijdt, kan je niet tegelijk naar de pratende passagier naast jou kijken."

Onderzoekers werken al langer aan oplossingen die rekening houden met wat de luisteraar wil. "Met een elektro-encefalogram (EEG) kunnen we hersengolven meten die ontstaan als reactie op geluiden: daaruit kunnen we afleiden naar welke spreker je wil luisteren. Het systeem haalt de geluidssignalen van verschillende sprekers uit elkaar en maakt dan de link met de hersengolven. Het nadeel is dat je rekening moet houden met 10 tot 20 seconden vertraging om met redelijke zekerheid juist te zitten."

Artificiële intelligentie om het proces te versnellen

Met een nieuwe techniek is op dat vlak vooruitgang geboekt, vervolgt collega Alexander Bertrand: "Wij gebruiken enkel hersengolven, zonder deze te linken met de geluidssignalen van sprekers. Dat gebeurt met artificiële intelligentie: het systeem heeft op basis van testgegevens geleerd om uit hersengolven te bepalen of iemand naar een spreker links of rechts luistert. Als het de richting herkent, richt de akoestische camera zich daarnaartoe en wordt de ruis onderdrukt. Dat kan nu gemiddeld binnen de seconde. Dat is een grote stap, want dat is een realistische tijdsspanne als je van de ene spreker naar de andere wil omschakelen."

Van lab naar realiteit

We moeten wel nog minstens vijf jaar wachten op slimme hoorapparaten die met hersengolven werken, zegt Francart. "In het labo meten wij de hersengolven van een proefpersoon met een muts vol elektrodes. Dat is in het echte leven niet haalbaar. Maar er wordt al onderzoek gedaan naar hoorapparaten met ingebouwde elektroden."

En ook de nieuwe techniek zal nog verbeterd worden. Doctoraatsstudent Simon Geirnaert: "We doen al verder onderzoek, bijvoorbeeld naar het combineren van meerdere sprekerrichtingen tegelijk. Het huidige systeem kiest eenvoudigweg tussen twee richtingen. De eerste experimenten tonen aan dat we dat kunnen uitbreiden naar andere mogelijke richtingen, maar dan moeten we ons AI-systeem verfijnen door het te voeden met meer hersengolfgegevens van gebruikers die ook luisteren naar sprekers uit andere richtingen".