Forschungsprojekt »PhysioToolbox«

Entwicklung einer digitalen Toolbox zur objektiven Messung der Reaktion auf Düfte und weiterer sensorischer Wahrnehmungseffekte

Vereinheitlichung der Vorhersage von Gerüchen durch anwendungsspezifische Sensorik und Algorithmik

 product performance - cream smell
© Fraunhofer IVV
Product performance: sensors & algorithms - EEG headband
© Fraunhofer IVV

Die Wirkung von Aromen und Düften: Wann wirkt ein Geruchsstoff beruhigend oder vitalisierend? Welche Duftstoffe werden als sinnlich wahrgenommen, welche als verstörend?

Bisher waren die Forschungen im Bereich der sensorischen Wahrnehmungseffekte mit hohem zeitlichem Aufwand und erheblichen Kosten verbunden. Dies soll sich nun ändern. Unsere Forscher im Projekt »PhysioToolbox« haben sich zum Ziel gesetzt, ein automatisiertes Verfahren zu entwickeln, dass die Stimulation mit Gerüchen übernimmt und die Wirkung von Gerüchen auf den Kunden aufzeichnet und analysiert. Am Ende soll ein digitaler Standard zur Bewertung der Effektivität von Aromen und Gerüchen eingeführt werden, der die Erforschung von Dufteigenschaften für eine erfolgreiche und kosteneffiziente Produktentwicklung ermöglichen soll.

Ziel des Projekts PhysioToolbox ist es, die experimentellen Umstände bisheriger Forschungen im Bereich sensorischer Wahrnehmungseffekte durch den Einsatz von Sensortechnologien und automatisierten Auswertealgorithmen zu vereinheitlichen und dadurch vergleichbare Vorhersagen über die Wirkung von Gerüchen zu gewinnen. Mithilfe der Kombination von sensorischen und psychologischen Tests sowie physiologischen Messungen sollen die sensorischen Wahrnehmungseffekte der Probanden digital abgebildet werden. Durch maschinelles Lernen werden die Reaktionen dann interpretiert und analysiert. Hierfür testen wir verschiedene Sensorik-Hardware zur Messung humanphysiologischer Parameter und entwickeln innovative Sensor-Technik für mobile Geräte.

Entwicklung eines mobilen Systems für ortsunabhängige objektive Messungen

Daraus soll ein mobiles System entstehen, dass zukünftig auch ortsunabhängig die objektive Messung der Reaktion auf Gerüche und weitere sensorische Reize ermöglichen kann. Zur automatisierten Auswertung der Daten wird die Erforschung und Anwendung innovativer Sensortechnologien durch die Entwicklung und Erprobung von Algorithmen ergänzt. Aus den psychophysiologischen Messungen im Hochdurchsatzverfahren, wo Puls, Atmung, Hautleitwert und die Hirnströme der Probanden erhoben werden, soll ein digitaler Standard für die Bewertung von Aromen und Duftstoffen für Raumdüfte und diverse Kosmetikanwendungen resultieren. Dies wird erstmalig durch den Einsatz fortgeschrittener, automatisierter Datenanalyseverfahren und maschinellem Lernen sowie optimierter Sensorik ermöglicht.

Im ersten Schritt analysieren und sichten unsere Forscher am Fraunhofer IVV bestehende Daten neu und entwickeln basierend auf diesen Daten sowie bereits bekannten Forschungsfragen aus der Geruchs- und Wahrnehmungsforschung ein innovatives Auswertungstool.

Einsatz von automatisierten Datenanalyseverfahren, maschinellem Lernen und Sensorik in der Geruchs- und Wahrnehmungsforschung

Aufgrund unserer jahrelangen Erfahrung in der Geruchs- und Wahrnehmungsforschung und unserer Spezialisierung in der Algorithmen- und Modell-Entwicklung verfügen wir nun über interdisziplinäre Kompetenz im Bereich der Produktwirkung. Diese Expertise ermöglicht es uns, maßgeschneiderte Technologien für die Erfassung psychischer und physischer Reaktionen zu entwickeln oder zu adaptieren. Dadurch sind wir in der Lage, die entsprechenden Algorithmen oder Modelle für eine sinnvolle, effektive und automatisierte Auswertung der Daten schon während deren Entwicklung auf die entsprechenden Forschungsanforderungen und Studiendesigns anzupassen.

Die Toolbox zur digitalisierten Abbildung sensorischer Wahrnehmungseffekte

Ein automatisiertes Verfahren zur Erforschung der Stimulation und Wirkung von Gerüchen auf den Kunden ist in erster Linie für die Bewertung von Aromen und Duftstoffen in Raumduft- und Kosmetikanwendungen relevant. Dadurch werden Dufteigenschaften zeitsparend und kosteneffizient analysiert und eine erfolgreiche Produktentwicklung sichergestellt. Die hier entwickelten Methoden und dadurch gewonnenen Erkenntnisse sind aber auch auf Lebensmittel, diverse alltägliche Konsumgüter und Bedarfsgegenstände anwendbar. Die Toolbox kann u.a. für die Einführung neuer Zutaten oder Produkte aber auch für die Überprüfung von Marketing-Claims genutzt werden. Die Toolbox kann u.a. für die Einführung neuer Zutaten oder Produkte aber auch für die Überprüfung von Marketing-Claims genutzt werden. Somit sind die Forschungsergebnisse für unterschiedliche mittelständische und große Unternehmen von besonderer Bedeutung.

Ein Forschungsprojekt im Rahmen der Aktivitäten des »Campus der Sinne«. Der »Campus der Sinne« ist ein gemeinsames Projekt des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV und des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS.