Die Nacht der Akustik

Am Mittwoch den 8. März 2017, laden die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und die Deutsche Gesellschaft für Akustik (DEGA) zur Nacht der Akustik ein. Das ganze findet in den Hörsälen des Audimax-Gebäudes der Universität und auf dem Vorplatz davor statt (Christian-Albrechts-Platz 4, 24118 Kiel). Der Eintritt ist frei.

Die Nacht der Akustik findet im Rahmen der 43. Jahrestagung für Akustik (DAGA) statt und wird seitens der Universität von Vizepräsidentin Prof. Dr. Ilka Parchmann, dem Forschungsprojekt "Kiel Science Outreach Campus" (KiSOC) und dem Lehrstuhl "Digitale Signalverarbeitung und Systemtheorie" (DSS) unterstützt. Das Ziel der Nacht der Akustik ist es, Forschung auf dem Gebiet der Akustik in verständlicher und unterhaltsamer Weise einem breiten Publikum näherzubringen. Details zur DAGA finden Akustik-Interessierte hier.

Während der Nacht der Akustik wird es ein akustisches Ratespiel mit mehreren Runden geben, dessen Auflösung als Zeit-Frequenz-Analyse am Unihochhaus erscheint. Einen ersten Test des Ganzen können Sie sich im untenstehenden Video anschauen.

 

Aufnahme vom November 2016. Die Nacht der Akustik wird freundlicherweise durch das Lighthouse-Projekt unterstützt. Allen noch mal vielen Dank für die ganze Arbeit bisher.

 

 

Ort und Zeit

Audimax und Umgebung, Christian-Albrechts-Platz 4, 24118 Kiel 08.03.2017, 19:00 Uhr - 22:30 Uhr

 

Countdown

 

Programmübersicht

Zeiten   Hörsaal C   Frederik-Paulsen-Hörsaal   Hörsaal H   Hörsaal D
                 
19:00 Uhr - 19:30 Uhr       Gerhard Schmidt: Begrüßung und Teil 1 des akustischen Ratespiels - Anhören der Beispiele und Abgabe der geratenen Ergebnisse        
                 
19:30 Uhr - 20:15 Uhr   Claus Mündel: Am Anfang war der Ton   Judit Angster: Akustik der Orgel - Königin der Instrumente   Boris Culik: Schutz von Meeressäugern in der Fischerei: das akustische Warngerät PAL   Janina Fels: Hören, Erkennen und Verstehen - Forschung und Anwendungen im Bereich des räumlichen Hörens
                 
20:15 Uhr - 20:30 Uhr   Gerhard Schmidt: Teil 2 des akustischen Ratespiels: Auflösung mittels des "Hochhausfernsehers" (Projekt Lighthouse) im Außenbereich vor dem Audimax-Gebäude
                 
20:30 Uhr - 21:15 Uhr   Markus Buck: Sprachverarbeitung im Kraftfahrzeug - Wie gut versteht mich mein Auto?   Oliver Niebuhr: Die Stimmung der Stimme und die Stimmung - Oder was unsere Sprechmelodie für uns und über uns aussagt   Hans W. Gierlich: Sprache und Telekommunikation   Uwe Kretschmer: Hydroakustik: Orten und Kommunizieren unter Wasser
                 
21:15 Uhr - 21:30 Uhr       Hans Gierlich und Gerhard Schmidt: Teil 3 des akustischen Ratespiels: Siegerehrung und Preisverleihung        
                 
21:30 Uhr - 22:15 Uhr   Christin Baasch und Gerhard Schmidt: Verbesserung der Sprachtherapie für Parkinson-Patienten   Matthias Hey: Das Cochlea-Implantat – eine elektronische Hörprothese für schwerhörige und gehörlose Menschen   Carsten Ruhe: Hörschädigung und Barrierefreiheit aus der Sicht eines Ingenieurs   Jens Greinert: Die Wassertiefe hören 
               
22:15 Uhr - 22:30 Uhr              
                 

Das akustische Ratespiel

Zwischen den einzelnen Vortragsrunden gibt es ein akustisches Ratespiel, welches von der Firma HEAD acoustics gesponsert wird. Hierfür noch einmal vielen Dank.

Hier gilt es, sich akustische Signale in ihrer Zeit-Frequenz-Zusammensetzung vorzustellen und dadurch Buchstaben bzw. Worte zu erraten. Details dazu werden am Anfang der Nacht der Akustik verraten. Zu gewinnen gibt es Schallplatten aus Schokolade, die man einerseits essen kann, andererseits aber auch mit einem Plattenspieler abspielen kann. Der Hauptgewinn ist dann ein "Kofferplattenspieler" samt Schokoschallplatte. Falls die Gewinnerin oder der Gewinner will, kann man den Gewinn dann auch gleich hörbar machen oder ihn sich einfach nur schmecken lassen.

Bevor die Gewinner ausgelost werden (bei mehr als einer richtigen Antwort), werden die Zeit-Frequenz-Analysen am Unihochhaus mit Unterstüzung des "Projekt Lighthouse" visualisiert. Hier noch mal besonderen Dank an Andreas Boysen, Merlin Kötzing und Chris Kulessa (Projekt Lighthouse), an Jan Winters von der Pressestelle der CAU sowie an Jens Reermann und Marco Gimm (Lehrstuhl DSS) für das Programmieren der notwendigen Analyse-Interfaces für diese Spiel.

 

 

Die Vorträge im Detail

  19:30 h
Hörsaal C
  Dr. Claus Mündel
Ingenieurbüro Fachwerk GmbH, Kehl

Am Anfang war der Ton

Dr. Claus Mündel führt Sie ein in die Welt der Töne und Klänge. Angefangen mit der physikalischen Formel für Wellen über Obertöne bis hin zu Harmonien und Verzerrungen. Mit Hilfe physikalischer Zusammenhänge erklärt es Ihnen die technischen Herausforderungen beim Instrumentendesign und bei der Wiedergabe von Musik mit Lautsprechersystemen. Sie erfahren, warum eine Kombination an Obertönen besonders „schön“ klingt und wie mögliche Störungen zustande kommen.
       
  19:30 h
Frederik-Paulsen-Hörsaal
  Dr. rer. nat. Judit Angster
Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart

Akustik der Orgel - Königin der Instrumente

Die Orgel hat einen großen Reichtum an Klangfarben, an Tonumfang und an Dynamik ihrer Lautstärke, so dass allenfalls ein Orchester zum Vergleich herangezogen werden kann. Die vielen unterschiedlichen Pfeifen haben eine Vielfalt von Aufbau, Form und Klangcharakter. Mit Hilfe von Forschung kann Orgelbauern geholfen werden die Pfeifendimensionen für den gewünschten Klang mit wissenschaftlichen Methoden zu entwerfen. Anhand anschaulicher Bilder und einfachen Experimenten wird die Physik der Lippenorgelpfeifen erklärt.
       
  19:30 h
Hörsaal H
  Prof. Dr. Boris Culik
F³: Forschung . Fakten . Fantasie, Heikendorf

Schutz von Meeressäugern in der Fischerei: das akustische Warngerät PAL

Wie kann man Schweinswale in ihrer eigenen Sprache vor Gefahren warnen? Das neu entwickelte, programmierbare Warngerät PAL (pat.) erzeugt naturgetreue Kommunikationssignale der Tiere. Ziel ist es, ihre Echoortung anzuregen und dadurch die akustische "Sichtbarkeit" von Netzen zu erhöhen. Gemeinsam mit deutschen und dänischen Fischern an Nord- und Ostsee wird die Wirksamkeit von PAL erprobt. Die Arbeiten wurden im Winter von einem Filmteam des Bayerischen Rundfunks dokumentiert und werden hier erstmals gezeigt. (Foto S. Janssen).
       
  19:30 h
Hörsaal D
  Prof. Dr. Janina Fels
Lehr- und Forschungsgebiet für Medizinische Akustik, Institut für Technische Akustik, RWTH Aachen

Hören, Erkennen und Verstehen - Forschung und Anwendungen im Bereich des räumlichen Hörens

"Ich kann Dich so schlecht verstehen! Es ist so laut hier“ - eine typische Aussage eines Menschen in einem vollbesetzten Restaurant, während einer Veranstaltung oder in vielen weiteren Alltagssituationen. Die hier notwendige Fähigkeit, aus verschiedenen Geräuschen eine einzige Quelle herauszuhören, geht auf das binaurale Hören (das zwei-ohrige Hören) zurück.

Auch bei der Lokalisation von Schallquellen und der Orientierung im Raum spielt die zwei-ohrige Auswertung von Schallreflexionen eine Rolle. Die Binauraltechnik befasst sich mit der Erzeugung und Wiedergabe von gehörrichtigen Signalen. Der Schwerpunkt der Binauraltechnik ist es, die beiden Ohrsignale, die der Mensch empfängt und weiterverarbeitet, physikalisch korrekt abzubilden. Darauf bauen dann Experimente zur Wahrnehmung und Aufmerksamkeit auf, die zu einem besseren Verständnis der Verarbeitung im Hörsystem führen sollen.

Der Vortrag stellt Anwendungsbereiche der Binauraltechnik vor, die von der grundlagenorientierten Hörforschung bis hin zu den Neurowissenschaften reichen. Was sind die Unterschiede in den Verarbeitungsmechanismen bei normalhörenden und hörgeschädigten Personen, von Kindern und Erwachsenen, Altersschwerhörigen, Hörgeräteträgen oder Menschen mit Cochlea-Implantaten? Wie ist die auditive Wahrnehmung von normalhörenden, hörgestörten und blinden Probanden in komplexen akustischen Szenen wie Klassenzimmern, Hörsälen, Restaurants, auf Freiflächen und Außenszenen wie in einer Stadt?
       
  20:30 h
Frederik-Paulsen-Hörsaal
  Prof. Dr. Oliver Niebuhr
Mads Clausen Institute, Innovation Research Cluster Alsion, Syddansk Universitet, Sønderborg

Die Stimmung der Stimme und die Stimmung - Oder was unsere Sprechmelodie für uns und über uns aussagt

Wenn wir mittels gesprochener Sprache im Alltag kommunizieren, dann ist unsere Stimme dabei zu mindestens zwei Drittel der Zeit "eingeschaltet"; und das ist auch gut so, denn immerhin ist sie der wichtigste Energielieferant, der unser Sprachsignal selbst über große Distanzen hinweg zum Hörer trägt und so zusammen mit den Signalen zur Dialogsteuerung, die darin enthalten sind, eine robuste, flüssige Verständigung gewährleistet. Darüber hinaus ist unsere Stimme aber auch ein zentrales Fenster in unsere Gefühle und Gedanken -- ein Fenster, das wir allzu oft unreflektiert offen stehen lassen. Wir alle kennen Situationen, in denen wir unsere Wortwahl mit Bedacht wählen, aber wer hat schon jemals darüber nachgedacht, den "Ton", der ja bekanntlich "die Musik macht", ebenfalls kontrolliert zu verändern oder gar bewusst einzusetzen? Ein Grund, weswegen uns das unmöglich erscheint, ist, dass wir als normale Sprachbenutzer erstaunlich wenig darüber wissen, wie unsere melodischen Pendants zum gesprochenen Wort eigentlich aussehen. Welche akustischen Melodiemuster gilt es zu unterscheiden, in welcher Reihenfolge sind die kombinierbar, und was bedeuten bzw. signalisieren sie überhaupt? Die Forschung hierzu hat in den letzten 25 Jahren große Fortschritte gemacht, Fortschritte an denen die Phonetik der CAU maßgeblich beteiligt war und bis heute ist. Der Vortrag gibt einen Einblick in die Formenvielfalt der Sprechmelodien im Deutschen und deren Bedeutungen bzw. Funktionen. Ein Schwerpunkt liegt dabei darauf, welche Macht in diesem Wissen liegt, z.B. wenn es darum geht, Hörer in Radio- und TV-Werbung gezielt anzusprechen und ihre Handlungen und Einstellungen zum Produkt zu manipulieren. Weitere Aspekte dieser Macht, die der Vortrag anspricht, sind die subtile Beeinflussung durch charismatisches Sprechen von Politikern und Managern sowie das Erkennen von Lügen und das Vortäuschen von Emotionen.
       
  20:30 h
Hörsaal H
  Dr. -Ing. Hans W. Gierlich
HEAD acoustics GmbH, Herzogenrath

Sprache und Telekommunikation

Der Vortrag gibt eine Übersicht über die Entwicklung der Telefonnetze, beginnend mit den frühen Anfängen der analogen Telefonie bis hin zur digitalen Sprachübertragung in modernen 4G-Netzen. Dabei werden die verschiedenen Übertragungsverfahren und Netzkonfigurationen in Verbindung mit verschiedenen Typen von Endgeräten betrachtet. Die Vorstellung und Diskussion der verschiedensten Konfigurationen erfolgen ganz wesentlich unter dem Aspekt Sprachqualität. Einschränkungen, die aufgrund bestimmter Übertragungsverfahren oder Endgeräte hingenommen werden mussten, werden erläutert und anhand von Audio-Beispielen demonstriert. Veränderungen, Verbesserungen aber auch neue Einschränkungen, die durch moderne Übertragungsverfahren und Endgerätetechnologien möglich wurden, werden erläutert und diskutiert.
       
  20:30 h
Hörsaal D
  Dr. Uwe Kretschmer, GBL
WTD 71, Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen, Maritime Technologie und Forschung

Hydroakustik: Orten und Kommunizieren unter Wasser

Allen geläufig ist die weltweite Kommunikation oder die Ortung mit elektromagnetischen Wellen. Mit Lichtgeschwindigkeit lassen sich Informationen übertragen oder durch Radar Objekte orten. Das funktioniert unter Wasser nicht. Dort ist die Kommunikation und Ortung praktisch nur mit Schallwellen möglich.

Der Untergang der Titanic nach Kollision mit einem Eisberg zeigte die Notwendigkeit von Ortungsmöglichkeiten unter Wasser. Resultat war das Echolot und das Sonar, die nach dem Ersten Weltkrieg erfunden wurden. Sie nutzen Schallwellen, um die Wassertiefe zu messen oder Unterwasserhindernisse festzustellen.

Die Geschwindigkeit von Schallwellen variiert im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen je nach dem Medium, in dem sie sich fortbewegen. Dabei ist die Geschwindigkeit abhängig von Wassertiefe, Temperatur und Salzgehalt. Um also etwa mit einem aktiven Sonar die Entfernung zum Ziel feststellen zu können, muss man nicht nur wissen, welche Zeit zwischen Aussenden des Signals und Auffangen der Reflektion ist. Man muss auch die anderen Merkmale des Wassers in die Rechnung einbeziehen, um zu einer exakten Messung zu kommen.

Für Schallwellen im Meer und ihre technischen Möglichkeiten und Grenzen interessiert sich vor allem die Marine. Deshalb forscht die Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen, Maritime Technologie und Forschung - kurz WTD71 - grundlegend auf dem Gebiet der Schallwellen und speziell an der Entwicklung von Ortungs- und Kommunikationsfragestellungen.

Der Vortrag gibt eine Einführung in die Grundlagen der Schallausbreitung und stellt den Stand der Forschung an ausgewählten Beispielen dar.
       
  20:30 h
Hörsaal C
  Dr. -Ing. Markus Buck
Nuance, Ulm

Sprachverarbeitung im Kraftfahrzeug - Wie gut versteht mich mein Auto?

Sprache spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Kommunikations der Insassen mit dem Fahrzeug. Seit der Einführung der Sprachbedienung für Telefone vor 20 Jahren hat die Sprachtechnologie im Kraftfahrzeug erhebliche Fortschritte gemacht. Zum einen funktioniert die Spracherkennung selbst in geräuscherfüllter Umgebung immer robuster und präziser. Zum anderen erlauben Dialogsysteme eine natürlichsprachliche Kommunikation mit dem Fahrzeug. Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Technologie, die hinter solchen Sprachsystemen steckt.
       
  21:30 h
Hörsaal C
  M.Sc. Christin Baasch, Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt
Christian-Albrechts-Universtitä zu Kiel, Kiel

Verbesserung der Sprachtherapie für Parkinson-Patienten

Morbus Parkinson ist eine Krankheit von der weltweit etwa 7 bis 10 Millionen Menschen betroffen sind. Neben motorischen Störungen treten bei etwa 90 % der Betroffenen auch Sprachstörungen auf. In einer Zusammenarbeit zwischen Kieler Ingenieuren und Medizinern wird seit etwa zwei Jahren an einem durch die deutsche Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt gearbeitet, um die Sprache von Parkinson-Patienten zu analysieren und mit den dadurch gewonnenen Ergebnissen die Sprachtherapie für Parkinson-Patienten zu verbessern. Im Rahmen dieses Vortrage wollen wir, Christin Baasch und Gerhard Schmidt, den aktuellen Stand der Forschungsarbeiten einem interessierten Publikum näherbringen und auch einen Ausblick auf mögliche (Sprach-) Therapieerweiterungen geben.
       
  21:30 h
Frederik-Paulsen-Hörsaal
  Dr. Matthias Hey
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie, Kiel

Das Cochlea-Implantat – eine elektronische Hörprothese für schwerhörige und gehörlose Menschen

In unserer Kommunikationsgesellschaft nimmt das Hören eine zentrale Stellung ein. Eine Einschränkung des Hörvermögens kann zu Ausgrenzungen bei Gesprächen und im täglichen Umgang mit anderen Personen führen. Wenn Hörgeräte nicht mehr ausreichend sind, können Schwerhörigkeiten mit implantierbaren Hörsystemen erfolgreich behandelt werden. Das Cochlea Implantat ist eine elektronische Hörprothese für hochgradig schwerhörige und gehörlose Menschen. Sie ermöglicht die Wiedererlangung der akustischen Wahrnehmungen und stellt die erste klinisch funktionierende Prothese eines menschlichen Sinnesorganes dar. Die Funktion und die Leistungsfähigkeit von aktuellen Cochlea Implantat Systemen sowie die daraus erwachsene neue Teilhabe am täglichen Leben soll aufgezeigt und mit Beispielen erläutert werden.
       
  21:30 h
Hörsaal H
  Dipl.-Ing. Carsten Ruhe
Beratungsbüro für Akustik, hörgerecht planen und bauen, Prisdorf

Hörschädigung und Barrierefreiheit aus der Sicht eines Ingenieurs

Guthörende können sich nicht vorstellen, wie Hörschädigung klingt und welche Auswirkung sie hat. Hörbeispiele machen deshalb die Zuhörer (temporär) schwerhörig. Die medizin-technischen Hilfen sind nur zum Teil medizinisch, zum Teil aber auch technisch. Die technischen Einflussmöglichkeiten erstrecken sich dabei auch auf den Baubereich.

Ausgehend von den akustischen Notwendigkeiten nicht nur Hörgeschädigter sondern auch Guthörender wird ein Überblick über die möglichen baulichen und elektroakustischen Maßnahmen zur Barrierefreiheit gegeben. Dabei sind die 3 Prioritäten wie folgt zu beachten:
  1. Alarme und Notsignale bei Gefahr für Leib und Leben werden zwar nur selten benötigt, sind dann aber über-lebenswichtig.
  2. Informationen ohne Möglichkeit der Rückfrage, z. B. Lautsprecher-Durchsagen am Bahnhof, werden erst dann wichtig, wenn man sie nicht verstanden hat. Ein Nichtverstehen kann weitreichende Folgen haben und viel Ärger auslösen.
  3. Kommunikation mit der Möglichkeit der Rückfrage ist die häufigste sprachliche Umgangsform. Hier grenzt einen das Schlecht- oder Nichtverstehen aus der Gemeinschaft aus.
Bei den Maßnahmen ist die Definition nach BGG §4 zu beachten, wonach bauliche und sonstige Anlagen, … akustische und visuelle Informationsquellen und Kommunikationseinrichtungen … dann barrierefrei sind, wenn man sie
  1. in der allgemein üblichen Weise
  2. ohne besondere Erschwernis und
  3. grundsätzlich ohne fremde Hilfe
nutzen kann.
       
  21:30 h
Hörsaal D
  Prof. Dr. Jens Greinert
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Die Wassertiefe hören

Seit den 70er Jahren wird ganz verstärkt mit Fächerecholoten die Morphologie des Meeresbodens vermessen, die Bathymetrie. Seit dieser Zeit werden die akustischen Systeme, fest installiert auf Forschungsschiffen oder autonomen Unterwasserfahrzeugen, eingesetzt und bilden eine wesentliche Messmethode um geologische Prozesse am Meeresboden zu verstehen, unterschiedliche Meß- und Probennahmegeräte auszusetzen oder bemannte/unbemannte Tauchgänge sicher durchzuführen. Der Vortrag wird auf die Prinzipien der Unterwasserkartierung eingehen und dann an Hand mehrerer aktueller Forschungsprojekte aufzeigen, wozu die hydroakustische Meeresbodenvermessung am GEOMAR eingesetzt wird und was man noch mit solchen Geräten machen kann.

Contact

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt

E-Mail: gus@tf.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Faculty of Engineering
Institute for Electrical Engineering and Information Engineering
Digital Signal Processing and System Theory

Kaiserstr. 2
24143 Kiel, Germany

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