Att svettas och pulsera är allt i en dagsverke för forskarna Tron Vedul Tronstad och Johannes Tjønnås. De har precis nått toppen efter att ha joggat uppför den långa trappan utanför NTNU:s Science Building på Gløshaugen i Trondheim. Gløshaugen är epicentrum för all slags forskning, och den här höstdagen bär Tronstad och Tjønnås sina träningsskor, hörsnäckor, sensorer och en GoPro-kamera – allt med hjälp av en ny forskningsmetod.

De syftar till att ta reda på hur hörlurarnas ljudkvalitet reagerar på rörelser och hur väl knopparna håller sig på plats under en mängd olika fysiska aktiviteter.

Men hur kan de svara på dessa frågor med nödvändig noggrannhet? Dessa är inte bara "run of the mill"-mätningar, så forskarna har utvecklat sitt eget tillvägagångssätt – som kräver ett nära samarbete med en robot.

Förvandla en robot till en exakt copycat

Vad forskarna först och främst behöver är data om rörelser i själva örat medan bäraren utför olika typer av aktiviteter. Det är därför Tronstad och Tjønnås har agerat som sina egna marsvin, tränat i sina träningsskor och utrustade med sina pulsklockor, sensorer och en kamera.

Deras ansträngningar har producerat en stor mängd data som registrerar rörelserna som påverkar en öronsnäcka när bäraren utför en mängd olika aktiviteter i olika hastigheter. De har gjort allt från att gå och jogga i måttlig hastighet, samt en del riktigt hård träning.

Datan måste sedan digitaliseras så att de registrerade rörelserna kan upprepas exakt av en robot – eftersom det är roboten som kommer att utföra lejonparten av högvolymträningen som utgör testerna.

Det innebär att ett datorprogram måste utvecklas för att roboten ska kunna omvandla mätningarna till fysiska rörelser som den kan utföra så länge och så ofta som behövs.

– Repeterbarhet är väldigt viktigt, säger Tronstad. "Vi kunde ha utfört testerna med hjälp av människor, men de skulle ha utfört rörelserna olika varje gång, vilket skulle ha gjort det svårt att jämföra de olika typerna av hörsnäckor. När roboten upprepar exakt samma rörelser under varje test, har vi kan vara säker på att alla skillnader vi registrerar beror på hörsnäckorna och inte på skillnader i fysisk rörelse, säger han.

Ett konstgjort öra, packat med sensorer

Men det är också viktigt att ta reda på om fysisk rörelse påverkar ljudkvaliteten. Det är här som forskarna kan ringa en bekant vän för att hjälpa dem – ett konstgjort öra, packat med sensorer.

– Sedan många decennier tillbaka har vi arbetat med ett antal hörselrelaterade projekt, mest med fokus på hörselskydd och att skydda öronen, säger Tronstad. "Också på detta område kan aktivitet påverka ljuddämpningen, men det är inget som vi har undersökt tidigare. Vår öronsimulator består av ett anatomiskt noggrant kiselöra utrustat med en mikrofon där man normalt förväntar sig att hitta trumhinnan. Detta gör det möjligt för oss att noggrant mäta ljudet som avges av en öronsnäcka eller hörlurar, säger han.

Skapa ett objektivt referensdatum

Forskarna arbetar för öronsnäckornas tillverkare Freebit, som använder anatomiska principer för att utveckla teknologier som hjälper ljudutrustningsföretag att identifiera de mest bekvämt passande hörsnäckorna. Freebit licensierar för närvarande sin teknik till företag som JBL och Audio-Technica.

Företaget försöker för närvarande erbjuda ett objektivt testsystem för ljudkvalitet för hörlurar.

Aktuella tester utförs i laboratorier med antingen statisk utrustning eller baseras på subjektiv användarupplevelse. "Det vi gör nu tillsammans med SINTEF är att utveckla en objektiv testmetod som är dokumenterbar och som kan användas för att mäta både ljud- och ljuddämpningsegenskaperna hos en hörsnäcka medan den är i rörelse", säger Vidar Sandanger på Freebit .

"Även om det nuvarande tillvägagångssättet tillämpas för att testa hörsnäckor som används för att lyssna på musik, kan det i princip också användas för att testa allt som måste passas in i och runt örat, till exempel en hörapparat", säger SINTEF-forskaren Tron Vedul Tronstad. "Förhoppningsvis kommer detta att leda till bättre produkter för konsumenterna", säger han.