Wollen Sie wissen, wie bei der Kombination von porösen Materialien mit geeigneten Resonanzabsorbern ein neuartiges Absorptionsverhalten entsteht? Und was KI damit zu tun hat? Dann lesen Sie unser Interview mit Frank Vogel von inuTech, der gemeinsam mit den DITF an einer Lösung arbeitet. Textil vernetzt hat Herrn Vogel gefragt, welches Ziel die Projektzusammenarbeit verfolgt, wie Körperschallprobleme über alle Frequenzen hinweg gelöst werden können und wie KI ein KMU dabei unterstützen kann.

Sie arbeiten mit unseren Textil vernetzt-Kollegen von den DITF zusammen. Vor welcher Herausforderung stehen Sie und was ist das Ziel der Zusammenarbeit?
In diesem Projekt sind mehrere Herausforderungen zu bewältigen. Zum einen ist ein Simulationsverfahren zur Berechnung des akustischen Verhaltens für neuartige Textil-Materialien zu entwickeln. Dabei soll durch die Kombination von porösen Materialien mit geeigneten Resonanzabsorbern ein neuartiges Absorptionsverhalten erreicht werden. Dazu ist es nötig, die Verluste für eine einfallende Schallwelle zu beschreiben, die durch die Interaktion mit den porösen Materialien und den lokalen, resonanten Strukturen auftreten. So kann eine Vorhersage des Absorptionsverhaltens ermöglicht werden.
Darüber hinaus ist ein KI-Werkzeug zu entwickeln. Nach entsprechendem Training soll die KI in der Lage sein, schnell die notwendigen Parameter für Textil-Material und -Design zu liefern, um die vom Anwender gewünschten Absorptionseigenschaften zu erzielen. Dieses KI-Tool ist dann mit dem Simulationswerkzeug zu koppeln. Das ermöglicht es uns, auch Nicht-Experten ein leicht zu bedienendes Entwicklungswerkzeug an die Hand zu geben.
Da bei inuTech zwar umfangreiches Wissen hinsichtlich numerischer Simulationsverfahren vorhanden ist, aber kein Spezialwissen zu textilen Materialien, benötigen wir für die Entwicklung eines solchen Simulationsverfahrens und Entwicklungstools die Zusammenarbeit mit den DITF. Dies umso mehr, da für die Validierung des Simulationsverfahrens und der numerischen Ergebnisse entsprechende Materialproben gefertigt und Messungen durchgeführt werden müssen.

Wie gehen Sie vor, um Körperschallprobleme über alle Frequenzen hinweg lösen zu können?
Hier stehen uns prinzipiell unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Der Schwerpunkt liegt bei inuTech auf finite Elemente Verfahren (FEM) im Frequenz- und Zeitbereich. Aber auch Verfahren basierend auf Randelementen (Frequenzbereich) kommen zum Einsatz, und vor allem die bei inuTech entwickelte Dynamical Energy Analysis (DEA). In diesem Projekt ist hauptsächlich die Verwendung von FEM-Verfahren geplant. Da parallelisierende Algorithmen und speicherschonende Gleichungslöser in Verbindung mit dem Einheitszellenansatz verfügbar sind, erwarten wir keine Probleme bei den Rechner-Ressourcen und der Berechnungszeit. Hier macht sich auch der für dieses Projekt interessante Frequenzbereich, der bis max. 1 kHz geht, positiv bemerkbar.

Welche Vorteile hat die Nutzung von KI gerade für ein KMU wie inuTech?
Durch den Einsatz von KI-Verfahren ergeben sich potenziell große Vorteile, gerade für die Produktentwicklung. Es sind zwar im Vorfeld umfangreiche Trainingsdaten für den Einsatz der KI zu generieren. Dies führt aber letztlich zu einer deutlichen Reduktion von Simulationsläufen, die durch entsprechende KI-Auswertungen schließlich ersetzt werden können. Es ist zu erwarten, dass der Design- und Auslegungsvorgang beschleunigt wird, was wiederum zu einer deutlichen Akzeptanzsteigerung führt. Darüber hinaus ist durch den Einsatz der KI nahezu kein Expertenwissen hinsichtlich Modellierung und Simulation nötig. Damit ergeben sich erheblich verbesserte Vermarktungschancen für die bei inuTech entwickelten Softwarelösungen.

Erfahren Sie hier mehr zum Projekt "Schallschutz durch KI und Smart Textile-Vorhänge".