Немецкая премия будущего / Проект-финалист №1

То, что с возрастом слух у человека становится менее острым, чем в молодости, ни для кого не секрет. Среди людей старше 65 лет примерно половина страдает в той или иной степени тугоухостью. А если иметь в виду, что продолжительность жизни в развитых странах неуклонно растет, то не приходится удивляться, что столь же неуклонно растет и количество слабослышащих людей. Мало того, что этот недуг сам по себе изрядно осложняет жизнь во многих ее проявлениях, так он нередко приводит к ослаблению и даже потере социальных контактов. Ведь страдающие тугоухостью вынуждены то и дело переспрашивать, что раздражает и их самих, и собеседников. В результате они начинают избегать сложных акустических ситуаций, стараются ограничить общение до минимума и, в конце концов, просто замыкаются в себе.

Глухота страшнее слепоты

Впрочем, тугоухость вовсе не есть проблема исключительно старшего поколения, особенно в наши дни, когда шумовое загрязнение окружающей среды стало повседневным и повсеместным явлением. Порой эта проблема касается и совсем молодых людей, и даже детей. Почти каждый сотый новорожденный страдает нарушением слуха и нуждается в срочном слухопротезировании, иначе он не научится говорить и не сможет интегрироваться в нормальную жизнь. Хотя глаза почему-то принято считать более "важным" органом чувств, чем уши, слепые от рождения дети, как правило, заметно опережают в развитии глухих и гораздо лучше адаптируются к жизни в обществе. Недаром еще Иммануил Кант заметил: "Невозможность видеть отделяет человека от мира вещей, невозможность слышать отделяет человека от мира людей".

Короче говоря, сегодня потребность в высокоэффективных слуховых аппаратах велика как никогда. Так, в одной только Германии ими пользуются 2,5 миллиона человек. Именно в разработку инновационных слуховых аппаратов и внесли свой весомый вклад трое исследователей, выдвинутых на соискание Немецкой премии будущего за 2012 год. Это профессора Ольденбургского университета Биргер Колльмайер (Birger Kollmeier) и Фолькер Хоман (Volker Hohmann) и инженер-акустик компании Siemens Торстен Нидердренк (Torsten Niederdränk).

Слуховые аппараты далеки от совершенства

Даже самые современные слуховые аппараты пока далеки от совершенства. Конечно, научно-технический прогресс не обошел стороной и сферу слухопротезирования. Но хотя самые первые электрические слуховые аппараты появились уже в начале ХХ века, они были столь громоздки и неудобны, что не получили широкого распространения. Поэтому наиболее ходовым изделием данного назначения вплоть до середины прошлого столетия оставался слуховой рожок, то есть раструб, узким концом прикладываемый к уху, а широким нацеленный на собеседника. Значительным шагом вперед стала разработка миниатюрных радиоламп, которые позволили уменьшить слуховые аппараты до карманного размера. Потом появились транзисторы, которые они открыли путь к дальнейшей миниатюризации. Но поистине революционным прорывом в сфере слухопротезирования стал переход от аналоговой техники к цифровой.

Слуховой аппарат - это высокие технологии

Современный слуховой аппарат состоит, собственно говоря, из трех основных компонентов: микрофона, усилителя и громкоговорителя. Окружающие звуки улавливаются микрофоном, усиливаются и воспроизводятся громкоговорителем, размещенным возле самого уха или даже непосредственно в слуховом проходе. Все вроде бы просто и логично, но полностью компенсировать таким образом потерю слуха практически пока не удается.

Проблема в том, что восприятие и распознавание звуков - процесс чрезвычайно сложный, физиология слуха до сих пор изучена и понята не до конца. Ясно, что хороший слуховой аппарат должен усиливать только полезные сигналы и подавлять шумы и помехи, он должен усиливать сигналы нелинейно, а в точном соответствии с особенностями восприятия тех или иных звуковых частот данным конкретным пациентом. А значит, усилитель слухового аппарата должен иметь регулируемые параметры и, по возможности, много частотных каналов наподобие эквалайзера. Да и два микрофона вместо одного не помешали бы, причем желательно с переменными пространственными характеристиками.

Два раза моно - это еще не стерео

На самом деле, такие аппараты уже реально существуют и вполне прилично функционируют (правда, и стоят, надо сказать, недешево). Но инновация, выдвинутая теперь на соискание Немецкой премии будущего, позволила сделать еще один важный шаг вперед и открыла перспективы для дальнейших шагов. Профессор Колльмайер объясняет смысл работы так: "Номинированная на премию группа занимается бинауральными слуховыми аппаратами, то есть такими аппаратами, которые работают не для каждого уха раздельно, а взаимодействуют между собой и поддерживают тем самым объемное, пространственное восприятие звука. Это позволяет даже в оживленной и шумной обстановке концентрироваться на полезном сигнале и подавлять помехи".

Четыре шага в будущее

Первые бинауральные системы из двух работающих согласованно аппаратов вместо двух автономных независимых аппаратов для каждого уха уже появились в продаже. В ближайшей перспективе - системы аппаратов с функцией акустического трансфокатора. Такой "аудио-зум" позволяет пользователю направленно прислушиваться, как бы "приближать" источник нужного звука. Следующий шаг обеспечит благодаря высокоточному анализу параметров звука - амплитуды, частоты и фазы - более эффективное подавление таких помех, как эхо и свист, вызванный самовозбуждением системы вследствие обратной связи. И, наконец, в более отдаленной перспективе просматривается еще одна инновация: она позволит сделать бинауральные слуховые аппараты полностью саморегулирующимися, придаст им способность выбирать оптимальный режим работы без вмешательства пользователя.