Ce sont les données, qui font la musique

Der Cello-Schüler sitzt in der Stunde, spielt und schaut dabei ab und zu auf sein iPad. Im Hintergrund sitzt sein Cello-Lehrer und hört konzentriert zu. Wenn es nach dem ETH-Spin-off Bonsai Systems geht, könnte so der Musikunterricht der Zukunft aussehen. Das Cellospiel tönt freier, wenn der Daumen nach dem Beginn des Bogenstrichs nicht mehr zu fest auf den Bogen drückt - so die Meinung vieler Cello-Pädagogen. Aber wie bringt man einem Schüler bei, dass er lockerer spielen soll? Vor allem wenn man gar nicht weiss, wie stark er drückt? Hier hilft der ETH-Spin-off. Die Sensoren am Cello geben wichtige Hinweise, wie viel Druck der Spieler auf den Bogen, das Griffbrett oder die Knie zum Halten des Cellos gibt. Auf der App kann er während des Spiels den Druck kontrollieren und optimieren. «Für den Lehrer bleibt so mehr Zeit, sich auf Interpretation, den Klang und die Intonation zu konzentrieren», sagt Tobias Grosshauser, Mitarbeiter bei der Professur Elektrotechnik und Mitgründer von Bonsai Systems.

Schnell und unkompliziert

Wie bei vielen Spin-offs brauchen auch die Gründer von Bonsai Systems einen langen Atem bis zur Präsentation eines marktfähigen Systems. Die Messsensoren sind schon seit einiger Zeit entwickelt. Doch Bonsai Systems erkannte, dass der Erfolg wesentlich davon abhängt, das System schnell und unkompliziert zu gestalten. Die Benutzerfreundlichkeit ist bei diesem Musikprojekt aus zwei Gründen besonders wichtig: Erstens möchten Musikerinnen und Musiker nicht durch die App und Sensoren behindert werden. Sie möchten sofort üben und spielen. Das Trompeten-Mundstück mit den Sensoren ist deshalb so einfach zu montieren wie jedes andere Mundstück auch, und bei der Geige steckt die Messtechnik z.B. im Kinnhalter oder sie wird wie ein Stück Spezialklebeband an die relevanten Stellen aufgebracht. Dank Miniaturisierung und Funkübertragung gibt es keine störenden Kabel oder schwere Teile, die komplette Technik ist nur wenige Gramm schwer.   

Zweitens ist das Produkt vor allem auf den Musikunterricht ausgerichtet. Das heisst, auch Kinder im Primarschulalter sollen die App bedienen und die Messdaten, die sie anzeigt, verstehen können. Deshalb hat der ETH-Spin-off auch viel in die Visualisierungen in der App investiert und sie laufend verbessert. Es kann beispielsweise ein Sensor angewählt werden, um die Neigung der Violine beim Spielen zu kontrollieren. Auf dem Tablet wird nicht nur in Echtzeit der Winkel angegeben, die Parameter können auch so eingestellt werden, dass die Anzeige rot zu leuchten beginnt, sobald das Instrument falsch gehalten wird.

Aller Anfang ist schwer

Die Technologie kann ganz unterschiedlich eingesetzt werden: zur Prävention, zum Üben und zur Verbesserung des Spiels. Prävention ist unter Musikern ein grosses Thema, denn viele leiden an Schmerzen im Nacken, den Gelenken oder im Rücken. Die neu entwickelten IoT-Plattform (Internet of Things) des Spin-off ermöglicht es, ganz einfach Kraft-, Haltungs- und Bewegungsabläufe zu erfassen. Da bis jetzt kaum jemand Messdaten erhoben hat, welche Druckverhältnisse zwischen Spieler und Instrument vorkommen, wird selbst Grosshauser immer wieder überrascht: «Wir sahen einen Geiger, der den Kinnhalter mit unglaublichen fünf bis zehn Kilogramm belastet.» Der Durchschnitt liegt bei zwei bis drei Kilo. Hier verraten die Daten also etwas, was sonst vielleicht unentdeckt geblieben und irgendwann zum gesundheitlichen Problem geworden wäre.

Bei Blasinstrumenten haben Anfängerinnen und Anfänger oft das gleiche Problem: einen hohen Ton nicht durch einen erhöhten Anpressdruck der Lippen, sondern durch die richtige Spieltechnik zu erzeugen. Nur ein Beispiel dafür, wie die App zum Üben der richtigen Technik eingesetzt werden kann. Positiv am System ist, dass nicht nur Schülerinnen und Schüler selber testen können, wie sie spielen. Auch Musiklehrer können besser erkennen, wo Fehler passieren. Oft kann man nämlich von blossem Auge gar nicht sehen, wo jemand wieviel Druck gibt. Da die Lehrpersonen das falsche Verhalten am eigenen Instrument nachahmen und so verstehen können, fällt es ihnen auch leichter Tipps zu geben.

Probieren geht über studieren

Musikerinnen und Musiker sind verständlicherweise sensibel, wenn es um ihr Kerngeschäft geht und viele können sich nicht vorstellen, ihr geliebtes Instrument zu verdrahten. Am einfachsten ist es deshalb, wenn sie das System selber ausprobieren können. Die Scientifica ist eine gute Gelegenheit für Bonsai Systems, um ihre Sensoren und die App einem grossen Publikum vorzuführen und mögliche Bedenken abzubauen. «Wir würden uns natürlich sehr freuen, wenn viele Musiklehrerinnen und -lehrer, aber auch interessierte Hobbymusiker vorbeikommen und sich unser System einfach mal ansehen und sensorunterstützt spielen würden», sagt Grosshauser. Bonsai Systems arbeitet übrigens mit Hochdruck an Neuerungen. Grosshauser: «Ich werde noch nichts verraten, aber, wenn wir es schaffen, dann haben wir für die Scientifica noch eine Überraschung parat.» Man darf gespannt sein.