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Musizieren mit Sensor Kabel unterm Geigenbogen

Wissenschaftler am Institut für Elektronik der Eidgenössisch-Technischen Hochschule in Zürich verkabeln Geigen und Trompeten mit Sensoren und überwachen das Spiel der Musiker in Echtzeit. Sie messen den ausgeübten Druck, um Spielfehlern und Berufskrankheiten auf die Spur zu kommen. Der Musiker bekommt direktes Feedback.

Blick auf eine Geige vom Bogen aus mit Verkabelung

Musikinstrumente werden mit Sensoren verkabelt (Quelle: ETH Zürich)

Tobias Grosshauser stimmt seine Geige  - an einem ungewöhnlichen Ort: Im Institut für Elektronik der Eidgenössisch-Technischen Hochschule. Dort arbeitet der Freizeit-Violinist als wissenschaftlicher Mitarbeiter und bringt seine Geige jeden Tag mit an den Arbeitsplatz. Die hat er nämlich auf wundersame Weise verkabelt:

Unter dem Griffbrett der Geige sind kleine Streifen zu sehen. Es sind Sensoren, die den Druck seiner Finger auf die Saiten messen. Per Funk werden die Daten an einen Computer übertragen. Auf einem Bildschirm erscheint die graphische Darstellung dieser Daten, so dass der Geiger sie sehen kann. Und dabei geht es nicht nur darum, mit welchem Druck er die Saiten auf dem Griffbrett abgreift. Es gibt Sensoren im Bogen, die messen, wie der Geiger ihn hält und damit über die Saiten streicht, oder solche, die den Druck im Kinnhalter des Instruments messen.

Berufskrankheiten auf der Spur

Bildschirm zeigt eine ausschlagende Kurve

Der Bildschirm zeigt das Feedback (Quelle: ETH Zürich)

Das Ziel der Züricher Forscher: Sie wollen Beschwerden und Erkrankungen bei Berufs- und Hobbymusikern vorbeugen. das können Schmerzen in den Händen sein, im Rücken, aber auch Sehnenscheidenentzündungen. Die Ursachen dafür können Anspannungen beim Abgreifen der Saiten oder Verkrampfungen beim Anlegen der Geige auf der Schulter dort sein. Diesen Ursachen wollen die Wissenschaftler mit den neu entwickelten Sensoren auf die Schliche kommen. Denn es lässt sich schwer sehen, wie hoch zum Beispiel der Druck auf den Geigenbogen ist - das messen die Sensoren genau. Der Bildschirm zeigt die Ergebnisse direkt an und der Musiker kann sich selbst korrigieren.

3:05 min

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Musizieren mit Sensor

ETH Zürich

Forschungsprojekt Tobias Grosshauser, Wearable Computing Group, Institut für Elektronik, ETH Zürich

Fit machen für den Musikeralltag

Mehr noch: Der Rechner schlägt mit einem optischen Symbol Alarm, wenn der Musiker müde wird. Denn der müde Musiker wendet eigentlich zu viel Kraft auf - also besser Pause machen. Ziel der Forscher ist, die Sensoren und die Kabel so in ein Instrument zu integrieren, dass sie von außen nicht mehr sichtbar sind. Ein Mini-Sender könnte die Daten an ein Smartphone senden, für das die Züricher Wissenschaftler zurzeit eine spezielle App entwickeln.

Nicht nur für Streicher

verkabeltes Trompetenmundstück

Ein Trompetenmundstück wird verkabelt (Quelle: ETH Zürich)

Die Züricher Forscher haben auch Messgeräte für Blasinstrumente entwickelt. Ein Sensor soll den Druck am Mundstück messen, so dass sich auch hier Fehlhaltungen oder Ermüdungserscheinungen besser messen und somit korrigieren lassen. Dabei geht es nicht nur um die Vermeidung von Schmerzen und Beschwerden. Sind die Instrumente eines ganzen  Orchesters mit den Sensoren aus Zürich ausgestattet, lässt sich beispielsweise feststellen, ob wirklich alle Geiger im selben Moment durch entsprechende Griffe die Tonhöhe verändern, oder ob einer zu früh oder zu spät dran ist.

Kunst und Künstlichkeit

Außerdem könnten die Daten, in einen Synthesizer eingespeist, sogar ganz neue Ausdrucksformen ermöglichen. Tobias Grosshauser träumt von einer fließenden Einbindung der klassisch erzeugten Musik in elektronische Musikformen. Und damit würde eins stärkerer oder schwächerer Druck auf die Geigensaite völlig neue Klangteppiche generieren. Das aber ist buchstäblich noch Zukunftsmusik. Tobias Grosshauer wird noch geraume Zeit seine Geige in die Elektronik-Labors der ETH-Zürich mitbringen.

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