Bioinspiriertes Mikrofon - die MEMS-Cochlea

Dieser Artikel stellt ein neuartiges, bioinspiriertes Mikrofon mit integrierter Signalverarbeitung vor - die MEMS-Cochlea. Sie soll Aspekte des menschlichen Gehörs nachbilden und nutzt winzige, resonante Biegeschwinger mit piezoresistivem Wandlerprinzip als Schallempfänger. Die Sensor- und Verarbeitungseigenschaften können durch eine einfache Rückkopplungsschaltung in Echtzeit stark angepasst werden. Die einstellbare nichtlineare Amplitudenkennlinie des Sensors verbessert dabei die Erfassung von Signalen unter Störschall- und Rauscheinfluss, vergrößert den Dynamikbereich des Sensors und ermöglicht die Adaption an sich ändernde akustische Umgebungen. Elektroakustische Messungen und FEM-Simulationen zeigen die grundsätzlichen Sensoreigenschaften auf und bestätigen die Abhängigkeit des Sensorverhaltens von den einstellbaren Parametern. Die hier vorgestellten Eigenschaften der MEMS-Cochlea machen sie zu einem interessanten Kandidaten für die Schalldatengewinnung und -vorverarbeitung in KI-basierten Schallerkennungssystemen.