no!se - Lärmverschmutzung sichtbar machen

no!se ist eine Augmented-Reality-Anwendung, welche Menschen dazu animieren soll, sich mit Lärmverschmutzung auseinanderzusetzen. Außerdem soll sie Menschen dabei helfen, lauten Geräuschquellen aus dem Weg zu gehen und leise Plätze aufzusuchen. Zusätzlich bietet sie Ratschläge und Informationen rund um das Thema der Lärmverschmutzung.

Lärmverschmutzung

Lärmverschmutzung, auch unter den Begriffen Umgebungslärm oder Schallverschmutzung bekannt, ist die Ausbreitung von Lärm mit schädlichen Auswirkungen auf die Tätigkeit von Menschen oder Tieren.

Hohe Lärmpegel können dabei zu kardiovaskulären Auswirkungen und einer erhöhten Inzidenz von Koronararterienerkrankungen beitragen. Außerdem stellt Lärm eine ernsthafte Bedrohung für die physische und psychische Gesundheit von Kindern dar und kann das Lernen und Verhalten negativ beeinflussen.

Weitere negative Einflussfaktoren sind Bluthochdruck, hohe Stresspegel, Tinnitus, Hörverlust, Schlafstörungen und weitere stressbedingte Erkrankungen [1-5].

Menschliches Gehör

Das normale menschliche Ohr kann Geräusche wahrnehmen, die zwischen 0 dB (Hörschwelle) und etwa 140 dB liegen, wobei Geräusche zwischen 120 dB und 140 dB Schmerzen verursachen (Schmerzschwelle). Der Umgebungs-Schalldruckpegel in einer Bibliothek beträgt etwa 35 dB, während er in einem fahrenden Bus oder U-Bahn-Zug etwa 85 dB beträgt; bei Bauarbeiten können Schalldruckpegel von bis zu 105 dB an der Quelle erzeugt werden. Die Schalldruckpegel nehmen mit der Entfernung von der Quelle ab [1, 3-5].

Empfehlungen der WHO

Die Empfehlungen der WHO sehen vor, dass durch den Straßenverkehr bedingte Lärmpegel 53 dB nicht überschreiten sollen, nachts sollen diese Pegel auf 45 dB reduziert werden. Die Werte für Schienenverkehr liegen im gleichen Bereich, während die Regularien für Fluglärm sogar noch enger gefasst sind. Dabei wird jeweils noch unterschieden, wie lange Menschen dem Lärm ausgesetzt werden dürfen, entsprechend variieren die Grenzwerte [2].

Awareness für Noise Pollution

Um Aufmerksamkeit für Lärmverschmutzung zu schaffen, wollten wir Zusammenhänge zwischen Lautstärkewerten sowohl über den Kontext als auch die räumliche Verortung herstellen. Dies geschieht im ersten Schritt mittels eines Plakats, das alltägliche Beispiele und gesundheitliche Risiken von Noise Pollution kommuniziert.

Anwendungsbeschreibung

No!se bietet den Nutzenden die Möglichkeit, selbst Lärmmessungen im öffentlichen oder auch privaten Raum vornehmen zu können. Die Messergebnisse werden mit Informationen und Tipps zu den jeweiligen Lautstärkewerten sowie einem Geotag versehen und für alle anderen Nutzer der App freigeschalten. So entsteht mit der Zeit eine Sammlung an Lautstärke-Messpunkten, anhand denen Städte ganz neu entdeckt werden können.

Durch Gestensteuerung können neue Messpunkte angelegt, bestehende Messpunkte aufgerufen und bestehende Messpunkte navigiert werden. Zusätzlich können die Werte von No!se auch Forschern zur Verfügung gestellt werden, sodass eine Datenbank mit Lärmwerten entsteht, die für Maßnahmen gegen Lärmverschmutzung eingesetzt werden kann.

Technischer Aufbau - Hardware

Die Anwendung von No!se ist speziell für die Anwendung auf Augmented-Reality-Brillen zugeschnitten. Dies können z.B. eine Microsoft Hololens, eine Meta2 oder auch eine Magic Leap 2 sein. Entscheidend hierbei ist, dass die Brillen-Hardware in der Lage ist, über das gesamte Field of View Einblendungen vornehmen zu können. Zusätzlich muss die Hardware über ein omnidirektionales Mikrofon sowie Kameras und eine Positionsbestimmung verfügen. Durch die Hardware-Unabhängigkeit soll erreicht werden, dass die Anwendung von möglichst vielen Nutzenden verwendet werden kann.

Technischer Aufbau - Software

Softwareseitig kommt bei No!se eine Unity-Anwendung als Frontend zum Einsatz, in welcher die Anzeige der verschiedenen Lautstärkewerte und Informationen erfolgt. Diese werden augmentiert in den Raum überlagert, ohne jedoch die Realität ganz zu verdecken, da die Informationen die Realität erweitern sollen.

Im Backend wird eine Datenbank vorgehalten, welche die gemessenen Lautstärkewerte speichert und mittels Big-Data-Analysen in verschiedene Kategorien einordnet. Je nach Kategorie erhalten die Werte dann Zusatzinformationen über die entsprechenden gesundheitlichen Faktoren und Lärm im Allgemeinen. Über entsprechende APIs können diese Daten auch anonymisiert abgerufen werden, um für wissenschaftliche oder stadtplanerische Zwecke eingesetzt zu werden.

Ein weiterer Teil des Backends ist für die Erkennung und Interpretation der Gestensteuerung zuständig. Mit Hilfe von Machine Learning wird die Erkennung der Gesten immer weiter verbessert und an die Gestenausführung des Trägers angepasst, da jeder Benutzende die verschiedenen Gesten unterschiedlich ausführt.

Interaktion

Die Interaktion mit No!se erfolgt über Gesten, welche über die Kameras der Augmented-Reality-Brillen aufgezeichnet und im Backend verarbeitet werden. Die Gesten sind an natürliche Handbewegungen angelehnt, um die Adaption so einfach wie möglich zu gestalten. Außerdem wurden Fingergesten für die Navigation auf einem Element und Handgesten für die Navigation im Raum gewählt, um dem Nutzer eine intuitivere Navigation zu ermöglichen. Die Gesten werden auf einem Poster und als Video dargestellt, da dies eine deutlichere Darstellung dieser zulässt [6-8].