Vom Auto zum BohrerKünstliche Klänge sollen den Alltag sicherer machen
Ob bei Elektrofahrzeugen oder in der Zahnarztpraxis, in immer mehr Lebensbereichen werden Geräusche designt. Das soll den Alltag sicherer und angenehmer machen. Die Herausforderung: Die Töne sollen wahrnehmbar, aber nicht störend sein.
Autos, Handys oder medizinische Geräte: Viele moderne Produkte enthalten bewusst gestaltete künstliche Klänge. Hinter diesem sogenannten Geräuschdesign steckt oft mehr als reine Ästhetik. Manche Töne sollen beruhigen, andere sollen warnen - und damit den Alltag angenehmer und sicherer machen.
Zum Einsatz kann Geräuschdesign etwa in Zahnarzt-Praxen kommen. Denn schon der schrille Lärm eines Zahnbohrers kann viele Menschen in Panik versetzen. Ein Forschungsteam um Tomomi Yamada von der japanischen Universität Osaka hat mithilfe von Supercomputern versucht, die Stimmung in Zahnarztpraxen zu verbessern und dies auf einer Tagung der Acoustical Society of America (ASA) und der Acoustical Society of Japan (ASJ) in Honolulu präsentiert. Die Forschenden analysierten, wie die Luft in und um einen mit Druckluft betriebenen Hochgeschwindigkeitsbohrer strömt und Geräusche erzeugt.
Bei den Bohrern sollte demnach nicht nur die Lautstärke gesenkt, sondern auch die Klangqualität verbessert werden. Tests ergaben überdies, dass gerade Kinder die hochfrequenten Töne als besonders unangenehm wahrnehmen. Das Team arbeitet nun an einem neuen Design, um den Lärm des Bohrers zu minimieren - bei gleicher Leistung des Geräts.
Gefahr durch geräuschlose E-Autos
Auch in der Architektur befassen sich Wissenschaftler und Unternehmen gezielt mit Schalldesign und Schallschutz. In großen englischsprachigen Ländern und auch in Japan gebe es inzwischen konkrete Programme mit Vorgaben für Akustik, erläuterte der neuseeländische Akustikberater George Edgar vom Unternehmen Marshall Day Acoustics laut einer ASA-Mitteilung. "Diese Programme erkennen den Einfluss des akustischen Komforts auf das Wohlbefinden der Gebäudenutzer an." So untersucht der Forscher selbst etwa die schallisolierenden Eigenschaften verschiedener Materialien wie Holz, Stahl und Beton.
Eine besonders große Rolle spielt die Geräuschkulisse bei Elektroautos. Denn viele Menschen haben die Sorge, solche Fahrzeuge seien zu leise und könnten daher von Fußgängern überhört werden. Das nahezu lautlose Gleiten von Elektroautos ist zwar - gerade im Vergleich zu den brummenden konventionellen Motoren - ein Markenzeichen der neuen Mobilität, stellt jedoch im Straßenverkehr eine potenzielle Gefahr dar.
Dominik Werner vom Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen betont in diesem Zusammenhang, die Gestaltung künstlicher Fahrgeräusche sei ein hochkomplexer Prozess, der sich im Spannungsfeld zwischen gesetzlichen Auflagen und markenspezifischem Sounddesign bewege.
Akustisches Fahrzeug-Warnsystem soll Fußgänger schützen
Schon seit einigen Jahren ist für Elektro- und Hybridfahrzeuge ein akustisches Fahrzeug-Warnsystem - das sogenannte Acoustic Vehicle Alerting System (AVAS) - gesetzlich vorgeschrieben. Diese Maßnahme soll sicherstellen, dass Fußgänger und insbesondere sehbehinderte Menschen herannahende Fahrzeuge frühzeitig hören können.
Laut Werner, der den ika-Bereich Fahrdynamik & Akustik leitet, unterliegt das Außengeräusch dabei strengen europäischen Vorgaben. So schreibt etwa Regelung Nr. 138 vor, dass das System bei Vorwärtsfahrten bis mindestens 20 Kilometer pro Stunde sowie beim Rückwärtsfahren aktiv sein muss und vom Fahrer nicht manuell abgeschaltet werden darf.
Dabei sind die physikalischen Grenzen eng gesteckt: Ein Maximalschallpegel von 75 Dezibel mit A-Bewertung (dBA) darf nicht überschritten werden. Bei dieser Variante der Dezibeleinheit wird der Schalldruckpegel frequenzgewichtet gemessen, um dem menschlichen Gehör gerecht zu werden. 75 dBA entsprechen etwa dem Straßenverkehr. Zudem muss das Fahrgeräusch eine geschwindigkeitsabhängige Dynamik aufweisen, damit Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge für Außenstehende intuitiv erkennbar sind.
Wahrnehmbar, aber nicht störend
Aus psychoakustischer Sicht sei die Lautstärke der entscheidende Faktor, sagt Werner. Der Experte erklärt, dass das Fahrzeug einerseits zwar "deutlich genug wahrgenommen werden" muss, andererseits aber "nicht störend wirken" dürfe. Da sich die Gesetzgebung an der menschlichen Frequenzwahrnehmung orientiere, bleibe auf dieser Ebene "generell relativ wenig Spielraum", erläutert der Experte. Dennoch investieren vor allem Premiumhersteller viel Energie in die Kreierung eines Marken-prägenden Klangs.
Denn für die Autohersteller ist der Sound weit mehr als nur eine Sicherheitsauflage. Werner sieht darin eine Chance zur Differenzierung: "Ein sauber gestalteter, hochwertiger Sound vermittelt je nach gewünschtem Charakter technische Präzision, Ruhe oder Sportlichkeit." Der Klang fungiere als "akustisches Aushängeschild des Fahrzeugs" und beeinflusse maßgeblich die wahrgenommene Qualität sowie die Wiedererkennbarkeit einer Marke, betont Werner. Ein unpassender oder "billig wirkender" Klang könne hingegen die Gesamtwahrnehmung des Fahrzeugs beeinträchtigen.
Die Produktion dieses Klangs ist auch eine technische Herausforderung. Lautsprecher müssen im Außenbereich so positioniert werden, dass sie die gesetzlichen Anforderungen erfüllen, ohne unerwünschte Schwingungen im Fahrzeug zu erzeugen. Auch der Übergang zwischen dem künstlichen AVAS-Sound und den natürlichen Fahrgeräuschen bei höheren Geschwindigkeiten müsse harmonisch gestaltet sein, erklärt Werner.
KI bislang nur bedingt genutzt
Obwohl moderne Technologien Einzug halten, spielt Künstliche Intelligenz (KI) im Sounddesign derzeit noch eine untergeordnete Rolle. "Nach Darstellung verschiedener Hersteller sowie Sound-Dienstleister begrenzt sich das Sounddesign noch sehr stark auf die manuelle Generierung des Klangs ohne die Nutzung von KI", sagt Werner. Zwar dürften Hersteller künftig KI-unterstützt arbeiten, doch aufgrund der engen regulativen Vorschriften und der Bedeutung der Markenvermittlung werde der Nutzen bislang als eher gering eingeschätzt.
Zusammenfassend beschreibt Werner ein gelungenes Außengeräusch für Elektrofahrzeuge als eine präzise "Kombination aus gesetzlichen Anforderungen, psychoakustischer Präzision, technischer Umsetzbarkeit und einer klaren klanglichen Markenbotschaft".
Zuweilen wird noch immer die Sorge geäußert, batterieelektrische Fahrzeuge könnten aufgrund ihres leisen Betriebs und höheren Gewichts ein größeres Risiko für die Fußgängersicherheit darstellen als konventionelle Verbrenner. Dem widersprach Ende 2025 eine im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlichte Studie aus Großbritannien.
Die Analyse britischer Verkehrsdaten von 2019 bis 2023 kam zu dem Schluss, dass Fußgänger statistisch gesehen nicht häufiger mit reinen Elektrofahrzeugen kollidieren als mit Verbrennern - und dass Verletzungen im Falle eines solchen Unfalls auch nicht schwerer sind. Das deute auf einen positiven Beitrag zur Fußgängersicherheit hin, schreibt der Mobilitätsexperte Zia Wadud von der Universität Leeds.