OST-Absolventen gewinnen Siemens Excellence Award
Florian Baumgartner und Thierry Schwaller haben mit ihrer Bachelorarbeit Audio-Beamformer im Studiengang Elektrotechnik an der OST in Rapperswil den mit 5000 Franken dotierten Jurypreis des nationalen Siemens Excellence Award 2023 gewonnen.
Die Bachelorarbeit der OST-Absolventen Florian Baumgartner (Bild rechts) und Thierry Schwaller befasst sich mit der zielgerichteten Lenkung von Schallwellen mithilfe eines speziell entwickelten Lautsprechers. Natürlicherweise breiten sich Schallwellen in einem omnidirektionalen Muster aus. Im Vergleich zu Licht oder elektromagnetischen Wellen erweist es sich als sehr schwierig, Schallwellen in eine bestimmte Richtung zu fokussieren. Der eigentliche Grund für dieses Verhalten liegt in der physikalisch bedingten grossen Wellenlänge des hörbaren Spektrums.
Aussergewöhnlich hohe Reichweite
In ihrer Arbeit stellen Baumgartner und Schwaller vor, wie man diesen Effekt durch die Verwendung höherer Frequenzen des Ultraschallspektrums überwindet und damit einen stark gerichteten Schallstrahl erzeugen kann. Mithilfe eines selbstentwickelten, linearen, phasengesteuerten Lautsprecher-Arrays, welches aus 19 Reihen mit je acht Ultraschallwandlern besteht, werden die Schallwellen gebündelt und die Richtwirkung kann gesteuert werden. Um die Audioqualität zu verbessern, werden verschiedene Signalverarbeitungstechniken angewendet die anschliessend auf einem Raspberry Pi Modul implementiert wurden.
Des Weiteren sorgen fortschrittliche Algorithmen zur Gesichtserkennung dafür, dass die Schallwellen des Audio-Beamformers in die gewünschte Richtung gelenkt werden. Als Eingangsquellen werden Bluetooth und AirPlay-Streaming unterstützt, aber auch andere Eingabegeräte, wie z. B. USB-Mikrofone.
In einem spannenden Rennen hat die Arbeit von Florian Baumgartner und Thierry Schwaller die Experten-Jury überzeugt: «Der Audio-Beamformer beeindruckt besonders durch die aussergewöhnlich hohe Reichweite von bis zu 50 Metern und hat das Potential, zu einem kommerziellen Produkt weiterentwickelt zu werden», heisst es in der Pressemitteilung von Siemens. Die Jury setzte sich zusammen aus Vertretern von sechs Deutschschweizer Fachhochschulen.
«Es macht mich stolz, diesen Preis an die OST zu holen»
«Die Auszeichnung bedeutet mir persönlich sehr viel, es ist eine Bestätigung für die vielen Stunden Arbeit, die wir investiert haben. Es macht mich stolz, diesen Preis an die OST holen zu können», sagt Florian Baumgartner, der zurzeit den Master of Science in Engineering an der OST in Rapperswil-Jona absolviert. Es sei toll, wenn aus einer groben Idee ein funktionierendes Produkt wird. «Das Projekt hat viel Spass gemacht.»
- Ein Video zum Projekt gibt es auf dem LinkedIn-Kanal des Departements Technik.
- Infos zum Wettbewerb: Siemens Excellence Award