Der Glenn Gould Roboter

The Glenn Gould Robot
Originally uploaded by F. Sigorski

Gelesen: Interessanter Artikel aus der Neuen Zürcher Zeitung. Ein Ausschnitt: "Der kanadische Pianist Glenn Gould (1932-1982) wurde 1955 weltberühmt. Erst 23-jährig, hatte er Johann Sebastian Bachs "Goldberg-Variationen" derart eigenwillig gespielt, dass die Aufnahme davon ausserordentliches Aufsehen erregte. Obwohl schon viel unternommen wurde, um die Aufnahmen von Gould zu restaurieren, blieben sie jedoch letztlich das, was sie nun einmal sind: alte analoge Aufnahmen mit allen Nachteilen dieser Technik wie Rauschen, Bandflattern, einem vergleichsweise beschränkten Frequenzspektrum und geringer Dynamik. Jetzt, 75 Jahre nach Goulds Geburt, hat der amerikanische Musiker, Mathematiker und Computerprogrammierer John Q. Walker eine Art Klavier spielenden Roboter entwickelt, der mit dem Anspruch antritt, die "Goldberg-Variationen" so wiederzugeben, wie Gould sie einst gespielt hat.

Die Idee für einen solchen Roboter entstand bei dem in North Carolina arbeitenden Erfinder während seines Klavierstudiums am Konservatorium der Universität yon Illinois. Schon damals dachte Walker dartüber nach, ob man anhand historischer Aufnahmen die charakteristische Spielweise eines Pianisten rekonstruieren könne, um dann mit einem entsprechend angesteuerten automatischen Klavier das "Original" wiedererklingen zu lassen. Walkers Recherche ergab, dass die Geschichte solcher Rekonstruktionsversuche zwar lang ist, aber seinem Geschmack sagten sämtliche Lösungen nicht zu. Erstes fielen alle «Synthesizerlösungen» also alle Versuche, den Ton eines Klaviers mittels analoger oder digitaler Elektronik zu erzeugen. Diese Versuche scheitern daran, dass Simulationen eines angeschlagenen Tons am Klavier niemals alle Obertöne einer schwingenden Saite reproduzieren können, geschweige denn deren Wechselwirkungen mit anderen Saiten sowie mit dem Resonanzkörper des Klaviers.

Das klingt künstlich und steril. Andere Lösungen, etwa das Bespielen eines normalen Klaviers durch einen pneumatischen oder elektromechanischen Apparat, überzeugten Walker jedoch ebenso wenig. Sie klangen ihm alle zu mechanisch, maschinenartig und grob - bis er im Jahr 2002 einen Wettbewerb besuchte, bei dem die neuesten automatischen Klaviere gegeneinander antraten. Eines dieser Geräte sprach ihn besonders an: es war ein Flügel yon Yamaha, «Disklavier Pro» genannt. Von aussen sieht dieses Instrument wie gewohnt aus, unter den Tasten verbirgt sich aber geballte Technik. So befinden sich dort Sensoren, die die Bewegung jeder einzelnen Taste optisch erfassen. Das geschieht, indem ein Lichtstrahl auf Miniaturspiegel an der Unterseite der Tasten gerichtet wird. Je tiefer eine Taste gedrückt wird, desto mehr kippt der Spiegel. Die daraus resultierende Ablenkung des Lichtstrahls wird durch Fotodioden erfasst. Die gemessenen Daten werden einem Computer registriert und auf einer Festplatte gespeichert. Zum anderen sind unter jeder einzelnen Taste elektromagnetische Aktuatoren montiert, die durch magnetische Induktion, also völlig berührungslos, eine Taste bewegen können.

Das automatische Klavier lässt sich von einem Pianisten spielen, ohne dass dieser etwas yon der Technik merkt. Spielt hingegen die Technik, bewegen sich die Tasten,als würden sie von Geisterhand berührt. Mit diesem Gerät,so fand Walker, klang die Musik so fein und detailliert, dass sein alter Traum, berühmte Pianisten des 20. Jahrhunderts zum Leben zu erwecken, wieder neue Nahrung bekam.

Walker kündigte seinen Job als Netzwerkspezialist bei IBM, kaufte sich das besagte Klavier und tauchte damit in ein selbsterrichtetes Aufnahmestudio ab. Sechs Jahre lang arbeitete er zusammen mit einem Team yon Programmierern, Mathematikern und Aufnahmespezialisten an der Lösung der technischen Probleme, die seinem Vorhaben im Wege standen. Eine der ersten Herausforderungen bestand laut Walker darin, dass es keine mathematischen Modelle dafür gab, wie Musiker am Klavier spielen - wie sie ihre Finger bewegen. die Tasteri berühren und die Pedale betätigen. Also wurden Hunderte professioneller Pianisten eingeladen. Sie spielten auf Walkers automatischem Klavier, während die Sensoren im Instrument jeden Anschlag der Tasten registrierten. Zusätzlich wurde mit speziellen Hochgeschwindigkeitskameras, die tausend Aufnahmen In der Sekunde machen können, die Bewegung der Hände und Füsse verfolgt. Aus diesen Daten ergab sich ein mathematisches Modell, in dem die Bewegung einer jeden der 88 Tasten des Klaviers durch sieben Eigenschaften charakterisiert wird. Zu diesen Eigenschaften zählen etwa der Zeitpunkt und die Kraft des Anschlags, die Dauer, während der eine Taste niedergehalten wird, sowie Parameter, die festlegen, wie eine Taste wieder losgelassen wird.

Die zweite grosse Herausforderung, so Walker, sei das Finden einer Methode gewesen, mittels deren sich eine historische Klavieraufnanme auf dieses Raster aus sieben Parametern übertragen liess. Eine zentrale Rolle spielte dabei die Signalanalyse im Computer. Mit Spektralanalysen (sogenannten «Fast-Fourier-Transformationen»), Software zur Erkennung von Mustern und statistischen Auswertungen gelang es schliesslich, aus der Aufnahme eine Art Partitur zu extrahieren, die den 88 Tasten des Klaviers fortwährend die «richtigen» Parameter zuweist. Fortwährend hiess dabei, dass die Werte der Parameter mehrere hundert Mal pro Sekunde aktualisiert wurden, was eine Grundvoraussetzung für eine originalgetreue Wiedergabe eines Stückes ist. Auch die Bedienung der Pedale liess sich mit spezienen Spektralanalysen rekonstruieren. Nach etwa vier Jahren Tüfteln war ein erstes Etappenziel erreicht. Das mit den extrahierten Daten gefütterte automatische Klavier spielte die «Goldberg-Variationen» so, dass zumindest Anschlag, Pedalierung und Tempo stimmten." (Text von Sybe I. Rispens, Neue Zürcher Zeitung, Nr. 235, Forschung und Technik, 10. Oktober 2007.

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