Supersinn: Neues Gadget macht Ultraschall hörbar

Empfindliche Mikrofone und eine ausgeklügelte Software ermöglichen es, die Position von Ultraschallquellen zu hören.

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Eine empfindliche Mikrofon-Kugel ermöglicht es Menschen, Ultraschallquellen zu hören und zu lokalisieren.

(Bild: Aalto University)

Von
  • Jan Oliver Löfken

Werden wir in den frühen Morgenstunden schon mal vom Konzert der Singvögel geweckt, können uns Fledermäuse auf ihren nächtlichen Jagdflügen keinen Schlaf rauben. Denn dank seines eingeschränkten Hörsinns nimmt der Mensch nur Frequenzen zwischen 20 bis 20.000 Kilohertz und keinen Ultraschall mit noch höheren Frequenzen wahr – im Gegensatz zu den kleinen Säugern.

Doch finnische Wissenschaftler um Ville Pulkki, Akustikforscher an der Aalto University in Espoo bei Helsinki, entwickelten nun eine ausgeklügelte Kombination aus Mikrofonen, Kopfhörer und Elektronik, um jedem Menschen die bisher unhörbare Geräuschwelt des Ultraschalls zu eröffnen. Ihre Erfindung präsentieren sie im Journal Scientific Reports.

"Mit unserer neuen Technik können wir nun die Richtung von Fledermausrufen lokalisieren", sagt Pulkki. "Damit geben wir uns selbst einen Superhörsinn." Zentrales Element des Ultraschall-Hörers bildet eine kleine, nur elf Millimeter durchmessende Kugel, die – an einem kleinen Stab befestigt – etwa zwanzig Zentimeter oberhalb der Stirn einer Versuchsperson positioniert wird. Rund um die Kugel montierten die Forscher sechs empfindliche Mikrofone, die Schallwellen bis zu höheren Ultraschallfrequenzen von 100 Kilohertz wahrnehmen. Diese Ultraschallsignale wurden von einem eigens entwickelten Algorithmus im Computer auf ein einziges Schallsignal reduziert und um etwa drei Oktaven in den für einen Menschen hörbaren Bereich verschoben. Die Frequenzen von Ultraschallwellen zwischen 20 und 80 Kilohertz werden so beispielsweise zu hörbaren Frequenzen zwischen 2,5 und zehn Kilohertz verschoben.

Über einen Kopfhörer konnte die Testperson mühelos der Ultraschallquelle akustisch folgen. Die elektronische Bearbeitung der Schallsignale verursacht dabei nur eine kurze Verzögerung von knapp 50 Millisekunden. Im Testlauf zeigte sich, dass mit diesem Ultraschall-Hörer sogar die Position der jeweiligen Schallquelle – beispielsweise von Fledermäusen – relativ genau bis auf acht bis zehn Grad im Raum über das aufmerksame Lauschen lokalisieren ließ.

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Diese Ultraschall-Hörer sind nach Pulkkis Meinung nicht nur für Vogelforscher interessant. "Ein Ultraschall-Hörsinn ist auch in vielen praktischen Situationen sinnvoll", sagt der Akustiker. So könnten etwa Lecks in Gasröhren, bei denen ausströmendes Gas Ultraschall erzeugt, von Wartungsarbeitern erlauscht und so leichter gefunden werden. "Manchmal sendet auch defekte Elektronik Ultraschallwellen aus, sodass sie mit dem Ultraschall-Hörer etwa in einer Serverfarm schneller lokalisiert werden könnte", sagt Pulkki.

(bsc)