Open Source Hörgerät - wie es funktioniert

Ingenieure der Purdue University und Kollegen stellten Tympan vor, ein Open-Source-Hörgerät. Wir erzählen, woraus es besteht und was die Leute darüber denken.


^{Foto Kyle Smith / Unsplash}

Warum erschien Tympan?

Laut WHO leiden mehr als 5% der Weltbevölkerung - 466 Millionen Menschen - an einer Behinderung des Hörverlusts. Dies bedeutet, dass der Unterschied in der Lautstärke der Geräusche, die das linke und das rechte Ohr wahrnehmen, bei Erwachsenen 40 dB und bei Kindern 30 dB beträgt. Zum Vergleich: Der Lautstärkepegel von 30 dB entspricht dem Ticken der Uhr.

In den USA werden jährlich 750 Milliarden US-Dollar für die Lösung von Hörverlustproblemen ausgegeben. In diesem Betrag sind jedoch die Kosten für Hörgeräte nicht enthalten - in den meisten Fällen sind sie nicht krankenversichert . Angesichts der Tatsache, dass die Kosten für solche Geräte viertausend Dollar erreichen können, werden sie für viele zu einem unzulässigen Luxus.

Ingenieure der Purdue University und einer Reihe von medizinischen Labors beschlossen, eine Alternative vorzuschlagen. Sie entwickelten das Tympan- Hörgerät, das nur 300 US-Dollar kostet. Gleichzeitig ist das Projekt vollständig geöffnet - der Programmcode für die Firmware ist auf GitHub verfügbar, es gibt auch eine Beschreibung der Hardware -, sodass Sie das Gerät nicht von Entwicklern kaufen, sondern selbst zusammenbauen können.

Zu den Autoren des Projekts gehört Joel Murphy, der an der Entwicklung des Open-Source-Pulssensor-Herzfrequenzmessgeräts und der offenen Neurocomputer-Schnittstelle OpenBCI beteiligt war . Eine weitere Ikone - Eddie Wagenknecht (Addie Wagenknecht) - war lange Zeit Vorsitzende der Open Hardware Summit-Konferenz am MIT.

Wie es funktioniert

Hardware-Teil. Teensy 3.6 wird als Fußleiste ausgewählt. Es verfügt über einen integrierten USB-Anschluss und unterstützt SD-Karten. Sie können es mit der Arduino IDE programmieren. Für die Arbeit mit Sound wird der Chip TI TLV320AIC3206 verwendet. Es erfüllt die Funktionen eines DAC und ADC sowie eines Verstärkers. Das Board verfügt über integrierte Mikrofone, Anschlüsse für externe Mikrofone und Kopfhörer, eine Bluetooth-Schnittstelle und einen Akku.

Software. Der Code wird in die Arduino-Bibliothek „gepackt“. Um mit Schall zu arbeiten, werden Filter mit endlicher und unendlicher Impulsantwort, Signalpegeldetektoren sowie Funktionen für schnelle und inverse Fourier-Transformationen vorgestellt.

Die meisten Tympan-Gerätekomponenten (z. B. Mikrofone) können vom Benutzer nach eigenem Ermessen geändert werden. Audio-Codecs und der Prozessor können jedoch nicht ersetzt werden.



Auf GitHub stellen Entwickler auch die akustischen Parameter des Geräts bereit. Beispielsweise beträgt der Maximalwert des Ausgangssignals 121 dB und der Rauschpegel am Systemeingang 39 dBA .

Was denken die Leute?

Das Tympan-Gerät wurde bereits von einem Ingenieur aus New York gekauft. Ihm zufolge waren die ersten Tests erfolgreich - die meisten Fragen wurden in der bereitgestellten Dokumentation behandelt, und die Entwickler selbst äußerten sich umgehend. In Zukunft plant der Benutzer, das Hörgerät seiner hörgeschädigten Mutter zu geben. Die Bewohner von Hacker News wiesen auch auf die Vorteile des Projekts hin. Sie glauben, dass Tympan in Zukunft in der Lage ist, Hörprobleme bei vielen Menschen zu lösen.


^{Foto von JD Mason / Unsplash}

Obwohl die meisten Bewertungen positiv waren, gab es diejenigen, die eine Reihe von Zweifeln äußerten. Beispielsweise besteht die Meinung, dass die Betriebsparameter eines „offenen“ Hörgeräts schlechter sind als die von teureren proprietären Geräten. Resident HN sagte, dass die Entwicklung solcher Geräte tiefes Wissen in der Signalverarbeitung und Rauschunterdrückung erfordert. Die Durchführung ernsthafter Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in diesen Bereichen erfordert eine erhebliche Menge an Ressourcen, über die Open Source-Projektentwickler möglicherweise nicht verfügen.

Es ist auch wahrscheinlich, dass das Projekt irgendwann Schwierigkeiten bei der Lizenzierung haben wird, da das Gesundheitswesen einer der strengsten und reguliertesten Bereiche ist, in denen es üblich ist, sich auf den Schutz ihrer Entwicklungen durch Patente zu verlassen.

Kommentatoren bemerkten auch, dass Tympan eine schnelle Fourier-Transformation verwendet. Dies ist ein ressourcenintensiver Algorithmus, der die Batterielebensdauer des Hörgeräts beeinträchtigen kann. Darüber hinaus - alle Risiken, die mit potenziellen Gesundheitsschäden verbunden sind, die theoretisch jedes Gerät verursachen können, übernimmt in diesem Fall der Benutzer des Systems. Und es kann keine Entschädigung verlangen, da es ein offenes Projekt auf eigenes Risiko nutzt.

Andere Projekte

Auch große Unternehmen sind an Entwicklungen in diesem Bereich beteiligt. Vor einem Jahr begann Google beispielsweise zusammen mit GN Hearing, das Audiotechnologien für hörgeschädigte Menschen entwickelt, ein Protokoll zu entwickeln, mit dem Hörgeräte direkt an Android-Smartphones angeschlossen werden können. Es wurde ASHA (Audio-Streaming für Hörgeräte) genannt und verwendet die Bluetooth 5.0 Bluetooth Low Energy-Technologie, um die Lebensdauer der Geräte zu verlängern.

Neben Hörgeräten erscheint auch anderer Honig in Open Source. Gadgets. Zum Beispiel ist derselbe Joel Murphy an der Entwicklung des OpenHAK- Fitnessarmbandes beteiligt. Ziel ist es, Gerätebenutzern mehr Kontrolle über ihre Daten zu geben. Außerdem möchten Entwickler den Funktionspool von Fitness-Armbändern erweitern. Die ersten Anwendungen für OpenHAK sind bereits auf GitHub verfügbar.

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