Onderzoeksproject werkgroep Auditief Systeem en Sensorfusie.
Afdeling Biofysica.
Stagebegeleider:
prof. dr. John van Opstal
Donders Neurophysics Unit - Dept. Biophysics HG00.830
In dit experimentele Master project is een stageplaats voor een student in de Fysica of Natuurwetenschappen/Science beschikbaar.
Gezien de complexiteit van de experimenten en hun implementatie is het denkbaar dat twee studenten samen aan dit project werken.
Korte Beschrijving:
Achtergrond:
Geluidslocalisatie (d.w.z. richtinghoren) berust op de neurale verwerking van impliciete akoestische kenmerken in de geluidsgolf. Deze betreffen verschillen in aankomsttijd t.g.v. de looptijdverschillen van het geluid naar de beide oren, alsmede verschillen in geluidsniveau als gevolg van de (frekwentie-afhankelijke) hoofdschaduw. Deze cues leveren informatie over de lokatie van geluidsbronnen in het horizontale vlak (azimuth), maar zijn ambigu voor alle bronlokaties waarvoor deze verschillen identiek zijn, en die op een kegeloppervlak met de punt in de oren liggen.
Deze ambiguiteit wordt echter opgelost door een derde akoestisch kenmerk: de complexe richtingsafhankelijke akoestische filtering t.g.v. de geometrie van de oorschelp. Deze filtering is een gevolg van interferentie in het oorkanaal van geluidsgolven die niet alleen direkt invielen, maar ook indirekt na een of meerdere reflekties in de oorschelp te hebben ondergaan.
Met name dit laatste kenmerk varieert sterk van individu tot individu en vormt een grote uitdaging voor een realistische simulatie van geluiden over de koptelefoon.
De grootste uitdaging echter ontstaat indien men over de koptelefoon een realistische akoestische scene wilt simuleren terwijl de proefpersoon tevens hoofdbewegingen maakt. Recent onderzoek in ons lab heeft aangetoond dat het auditief systeem dergelijke hoofdbewegingen continu registreert en verwerkt om te komen tot een spatieel stabiel geluidspercept.
Voor een realistische koptelefoonsimulatie is het dus nodig om de geluidslokatie stabiel in de ruimte te houden; door dit achterwege te laten zit het geluid nl. a.h.w. aan het hoofd 'vastgeplakt', waardoor het realisme van de simulatie onmiddelijk verloren gaat. Zo'n precieze compensatie vereist echter een precieze on-line meting en berekening van de 3D orientatie en translatie van het hoofd, om deze vervolgens in rekening te brengen bij de exacte bepaling van het akoestisch spectrum zoals dat aan het trommelvlies verschijnt.
Het is de bedoeling van dit project om een dergelijke Virtual-Reality simulatie in ons lab te implementeren en te testen. Bovendien is het de bedoeling om te onderzoeken in hoeverre het percept van de lokatie van een gesimuleerd geluid zonder hoofdbewegingscompensatie verandert als de proefpersoon zijn hoofd beweegt. Het is dus van belang om niet alleen de fysische/akoestische variabelen goed te controleren, maar tevens het psychofysisch/perceptuele effect van de diverse manipulaties. Vanwege de verschillende neurale verwerkingsbanen van de verschillende akoestische lokalisatiecues, zal dit apart voor azimuth en elevatie worden onderzocht.
Voorgestelde start: any time.

Aanbevolen voorkennis:
Psychofysica 1, evt. aangevuld met Neurofysica 1, Psychofysica 2, en Computational Neuroscience (Experimental Neuroscience track voor Natuurkunde en Natuurwetenschappen).
Aantoonbare belangstelling voor de Neurowetenschappen en fysisch geinspireerd gedragsonderzoek (o.a. blijkend uit een keuze in het curriculum voor bovengenoemde vakken), alsmede ervaring met en belangstelling voor informatica aspecten van dit project. Programmeerkennis van C/C++ en gebruik van Matlab is aanbevolen, maar niet noodzakelijk.
Voor meer inlichtingen, neem contact op met John van Opstal (adres/tel. zie boven).
Terug naar de homepage van John Van Opstal