Av Ulla Oppermann Blankholm • Illustration Kirsten Knudsen
Under de senaste fyra åren har doktoranden Mathew Kavalekalam fördjupat sig i olika matematiska modeller vid Aalborg Universitets Audio Analysis Lab i Danmark. Han har utgått från hur ljudet rör sig från lungorna, över struphuvud, munhåla, tänder, läppar och ur mun – kort sagt hur tal produceras – och har med det som grund beskrivit vilken typ av signal en dator ska ”lyssna” på för att identifiera en talande röst.
Sedan lät han programmet lyssna och lära sig och spelade upp olika inspelningar av röster för datorn och lade sedan till olika typer av bakgrundsbrus som spelades högre och högre. Med tiden lärde sig datorprogrammet att känna igen mönster i ljudet och räkna ut hur talande röster bäst kan framhävas – utan att samtidigt höja nivån på bakgrundsljuden. Förfarandet kallas maskininlärning, och den algoritm som han har hittat kan sålunda göra att en dator kan skilja mellan tal och buller i olika ljudmiljöer och göra talet tydligare. En lösning på exakt det problem som många med hörselnedsättning upplever som störst.
Mads Græsbøll Christensen, professor på Aalborg Universitets Audio Analysis Lab, har arbetat tillsammans med Mathew Kavalekalam på projektet, som är beställt av GN Hearing, vars forskningschef Jesper Bünsow Boldt har ansvarat för forskningen. Projektet startades i samarbete med Innovationsfonden i Danmark.
”Vi fick veta att det var här som skon klämde hos de flesta hörapparatsanvändare, och eftersom vi gillar en utmaning, gav vi oss i kast med projektet”, berättar Mads Græsbøll Christensen och tillägger att många var ganska skeptiska mot Mathew Kavalekalams modeller för hur tal produceras, men det har visat sig att de fungerar utmärkt.
Banbrytande resultat
Projektet startade upp sommaren 2014 och avslutades i slutet av 2018 – och resultaten är enligt Mads Græsbøll Christensen mycket intressanta och banbrytande – även på internationell nivå.
”Mathew Kavalekalam har med hjälp av matematiska modeller ”lärt” datorprogrammet känna igen mönster i ljudet och lyfta fram tal och dämpa bakgrundsljuden. Kunskapen från de matematiska modellerna kan användas i framtida hörapparater och göra dem ännu bättre”, säger Mads Græsbøll Christensen.
Mads Græsbøll Christensen och Mathew Kavalekalam har hela tiden haft ett tydligt mål: Att göra det enklare för personer med hörapparater att höra i större folksamlingar, i sociala sammanhang och liknande – för att avlägsna bakgrundsbruset – men under projektets gång har de inte arbetat med personer som har en hörselnedsättning: De har arbetat med det som en matematisk och
fysisk fråga:
”Vi ställer upp det som fysiska och matematiska modeller. Vi anser att saker kan förbättras och om något går fel på vägen, så är det modellerna som är problemet. Då tittar vi på dem igen och förbättrar dem, och det är detta systematiska tillvägagångssätt som leder till framsteg och gör modellerna bättre”, säger Mads Græsbøll Christensen.
Tekniken måste finslipas innan den används
Den stora frågan är om det är möjligt att införliva den nya tekniken i framtidens hörapparater så att de blir perfekta.
Läs om hur du kan använda tekniken för att styra dina hörapparater redan idag
”Det är inte vår uppgift att få in tekniken i hörapparaterna. Nu måste experter inom audiologi gå vidare och arbeta på hur den nya
tekniken kan användas på bästa möjliga sätt. Tekniken måste finslipas och anpassas ytterligare innan den kan användas. Algoritmen måste optimeras så att den inte tar upp så mycket plats och inte kräver så mycket datorkraft eftersom hörapparater är så små”, säger Mads Græsbøll Christensen och fortsätter:
”Nästa steg är att göra grundliga tester utöver de vi har gjort, där vi har testat på tio normalhörande personer – som upplevde en 15-procentig förbättring av att kunna urskilja tal i annars mycket bullriga miljöer – och sedan måste man bestämma om man vill följa det spåret eller inte. Vi har gjort vårt bästa”, säger Mads Græsbøll Christensen, som menar att det ur ett teoretiskt perspektiv ser mycket ljust ut för framtidens hörapparater.
Han tror också att ju fler mikrofoner man kan använda, desto bättre hörsel får man i hörapparaterna.
”Vi har bara två öron, men vi kan göra hörseln bättre med flera mikrofoner. Det är mycket lovande att man kan använda så mycket information som möjligt i en akustisk miljö, även om det kan vara svårt. Om möjligt kommer vi kunna ge normalhöranden bättre hörsel än deras två öron kan ge idag. Det är ett steg i rätt riktning”, säger Mads Græsbøll Christensen.
Läs också om Lars Poulsen, som hade blivit tokig utan sina hörapparater