Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Objektivierung und Prognose der multisensorischen Qualitätswahrnehmung von Leder, Kunstleder und Recyclingmaterialien (MultiSensoPro)

Forschungsziel und angestrebte Ergebnisse

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines objektiven Vorgehens zur vergleichenden Bewertung von Oberflächenmaterialien mittels multisensorischer Analyse. Neben den konventionellen Ledern und Kunstledern im Automobilinnenraum und Möbelbereich sollen auch Recycling- und Lederersatzmaterialien untersucht werden.

Folgende Fragen sollen im Projekt beantwortet werden:

• Welche Deskriptoren und physikalischen Kennwerte beschreiben die haptische, visuelle und akustische Wahrnehmung?

• Wie werden Recyclingmaterialien im Gegensatz zu nicht rezyklisierbaren Leder- und Kunstledermaterialien wahrgenommen?

• Können Produkteigenschaften durch Multisensoranalyse zukünftig besser vorhergesagt werden?

Lösungsweg

Zur Beschreibung der subjektiven Wahrnehmung von Leder- und Kunstlederoberflächen werden zunächst geeignete Deskriptoren erarbeitet. Aufbauend auf diesen Deskriptoren erfolgt in sensorischen Probandenstudien die Erfassung der multisensorischen Wert- und Qualitätseindrücke der Bezugsmaterialien. Diese Ergebnisse werden mit Hilfe geeigneter statistischer Methoden bzw. mit Machine Learning Ansätzen mit objektiven Kennwerten der haptischen, visuellen und akustischen Messungen verknüpft. Die Kennwerte mit der größtmöglichen Korrelation können zur Beschreibung der multisensorischen Wahrnehmung genutzt werden.

Nutzen für KMU

Besonders KMU hilft das Prognosemodell Kundenansprüchen gerecht zu werden und somit Abstimmungsprozesse zu optimieren und Fehlentwicklungen entgegenzuwirken. Die Vorhersage der multisensorischen Wahrnehmung vermeidet übliche zeit- und kostenintensive Iterationsschleifen. Durch die Festlegung von subjektiven Qualitätsdeskriptoren wird die Möglichkeit geschaffen durch die komplette Zulieferkette zu kommunizieren.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Projektes war es, nicht nur den haptischen Sinneseindruck einzeln zu betrachten, sondern die Sinne Optik und Akustik zu integrieren. Hierfür wurden für alle Sinne Deskriptoren entwickelt, welche repräsentativ für die jeweilige sinnesbezogene Einordnung der Materialien sind. Mit Hilfe dieser Deskriptoren wurden subjektive Probandenstudien durchgeführt und ausgewertet. Dabei kristallisierten sich die Rauheits- und Strukturparameter als wesentliche Kenngrößen für die Unterscheidung zwischen gutem und schlechtem Empfinden heraus. Die Sinneseindrücke korrelieren miteinander und müssen daher für die Zukunft in dieser Materialklasse (flexible lederartige Materialien) nicht einzeln betrachtet werden. Veränderungen der haptischen Eigenschaften führen zu gleichgerichteten Veränderungen der akustischen und optischen Eigenschaften.

Korrelativ zu den subjektiven Studien wurden objektive Messgrößen den einzelnen Studienergebnissen gegenübergestellt.

Auch hier dominierenden die rauheitsbezogenen Effekte bei der haptischen, optischen oder akustischen Einordnung von flexiblen lederartigen Materialien. Auch einzelne Deskriptoren, wie bspw. das Temperaturempfinden, können sehr gut mit objektiven Messgrößen beschrieben werden.

Final wurde versucht, die subjektiven Empfindungen über verschiedene statistische Ansätze durch Kombination der objektiven Parameter zu modellieren. Hierbei konnten die Trainingsdatensätze sehr gut repräsentiert werden. Aufgrund von starker Variabilität der Daten und einem geringem Umfang an Vergleichsproben konnte jedoch die Validierung nicht die Modelle in ihrer Aussagekraft bestätigen. Dennoch wird, darauf aufbauend, weitere Forschung zur Modellierung der Haptik führen.