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Nachrichten aus Wissenschaft und Bildung

21. September 2010

Summende Bürostühle: Hast Du Töne

 Von Yvonne Globert
Akustische Wissensvermittlung  Foto: Roman Köller

Sonifikation heißt ein neuer Forschungszweig, der Daten in Klängen ausdrückt − summende Bürostühle und Bohrmaschinen fordern uns zur Bewegung und einer besseren Handhabung auf.

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Sonifikation heißt ein neuer Forschungszweig, der Daten in Klängen ausdrückt − summende Bürostühle und Bohrmaschinen fordern uns zur Bewegung und einer besseren Handhabung auf.

Das Kreuz drückt, im Nacken ziept’s. Um es mit den Worten des renommierten Grevenbroicher Experten Horst Schlämmer zu sagen: „Sie haben Rücken!“ Und zwar kräftig. Kein Wunder, bei den acht Stunden täglich am Schreibtisch. Man müsste schon ein bisschen an seine Haltung denken, mal auf stehen, sich öfter mal recken oder lang machen. Wer wüsste das besser als wir selbst? Eigentlich nur einer. Und der schweigt lieber. Irgendwie ignorant, der Bürostuhl. Könnte ja auch mal mitdenken.

So wie an der Universität Bielefeld. Hier haben Informatiker eine aufmerksame Version des Arbeitsmöbels entwickelt. Schlicht blau ist es, wie ein Großteil seiner Art, und weiß doch mehr von seinen Besetzern, als denen selbst bewusst ist: Unter der Sitzfläche eingebaute und mit einem Computer verbundene taktile Sensoren nehmen wahr, wenn ein Mitarbeiter zu lange hockt. Ein zunächst leiser Hintergrundklang wird dann umso lauter und penetranter, je länger sich der Sitzende nicht bewegt. Irgendwann geht ihm das Piepsen so auf den Keks, dass er was tut. Noch besser wäre: Er bewegte sich, noch bevor er den Klang überhaupt wahrnimmt.

Der blaue Stuhl folgt dem bislang noch recht unbekanntem Prinzip der Sonifikation. Das neue Forschungsfeld entwickelte sich Ende der 1990er Jahre zunächst in den USA und fand in Internet, leistungsfähigeren Rechnern und Aufnahmegeräten seine technischen Voraussetzungen. Sonifikation lässt sich dabei verstehen als akustisches Pendant zur Visualisierung von Daten. Diese werden nicht für Augen, sondern Ohren aufbereitet und in Klänge und Geräusche umgesetzt.

Die Verklanglichung von Informationen kommt dabei schon heute häufiger vor als gedacht: sei es, wenn der Trockner im Keller piept, sobald die Wäsche fertig ist. Oder wenn der Computer vom dezenten „Pling“ bis zum schlürfigen „Schlpp“ alles Mögliche von sich gibt, wenn wir ein Email in den elektronischen Papierkorb werfen. Die Botschaft verstehen wir in beiden Fällen sofort.

Akustische Signale lassen sich aber auch nutzen, um weit komplexere Informationen umzuwandeln. Dass die Sonifikation gegenüber der Visualisierung bislang ein eher stiefmütterliches Dasein fristet, lässt sich eigentlich nur mit menschlicher Ignoranz gegenüber dem Hörsinn erklären. „Viele Kompetenzen sind uns hier gar nicht bewusst“, sagt Thomas Hermann, seines Zeichens Physiker und Informatiker, der an der Uni Bielefeld erforscht, was die Sonifikation leisten kann.

Beispiel Verkehr. Den Lärm vorbeifahrender Autos nehmen wir gar nicht richtig wahr, er begleitet uns meist nur als vages Hintergrundgeräusch. Beginnt aber der eigene Motor eigenartig zu stottern, horchen wir alarmiert auf. „So ist das auch, wenn einer im Chor schief singt. Wir hören das einfach raus.“ Was zeige, so Hermann, wie sensibel wir auf akustische Veränderungen reagierten. Genau darin sieht er ihr Potenzial. Darin und in ihrer Vielfalt: „Dafür, dass wir sie so lange vernachlässigt haben, ist die Klangwelt erstaunlich reichhaltig“, stellt Hermann fest. Da überrascht es kaum, dass er selbst nicht zu denen gehört, bei denen im Hintergrund das Radio läuft.

Informationen aus rund 20 Lautsprechern im Raum

Doch zurück zum blauen Stuhl. Entwickelt wurde er von Hermann und seinem Team am Exzellenzcluster „Cognitive Interaction Technology“, kurz Citec, einem durch die Exzellenzinitiative geförderten Forschungsverbund, an dem Informatiker mit Biologen, Psychologen, Sportwissenschaftlern, Physikern und Linguisten interaktive Werkzeuge entwickeln. Vom Alltagsgerät bis zu komplexen Robotern – Maschinen, so die Kernidee, sollen sich auf den Menschen einstellen – nicht umgekehrt.

Der blaue Stuhl zählt am Citec zum Inventar des Ambient Intelligence Lab, einem Labor, in dem junge Forscher unter Federführung von Thomas Hermann Ideen für intelligente Räume entwickeln. Für Hermann bedeutet das: „Die Wahrnehmung des Raumes richtet sich nach innen, auf uns.“ Nahezu mütterlich wirkt, was sie sich hier ausdenken: Die Sitzgruppe neben dem Eingang in der „Smartlounge“, die via Sensoren merken soll, wenn ein Labormitarbeiter müde auf ihr herumlümmelt und sich über sanfte Hintergrundmusik freuen würde. Oder der Teppich, der beim Sturz eines Menschen Alarm auslöst. „Älteren könnte ein solcher Raum mehr Autonomie geben“, so Hermann.

Wissen fürs Ohr

Infos lassen sich nicht nur visuell vermitteln, sondern auch akustisch. Bei der Analyse komplexer Daten und der Erkennung von Mustern blieb das Ohr lange außen vor. Hier setzt Sonifikation an.

Thomas Hermann und sein Team an der Uni Bielefeld zählen in Deutschland zu den Vorreitern der neuen Disziplin.

www.sonification.de (yg)

Und allen Übrigen ein futuristisch komfortables Leben: Besuchern führt Hermann gern die von Doktorand Till Bovermann entworfene Tischdeko vor; eine Holzplatte mit drei Gläsern, in denen jeweils eine Art rotes Essstäbchen steckt. Die Gläserböden sind mit Magnetfeldsensoren ausgestattet und die wiederum über ein USB-Kabel mit einem Rechner verbunden. Je nachdem, in welche Richtung der Zukunftsbewohner eines der Essstäbchen dreht, empfängt er über einen der rund 20 Lautsprecher im Raum Informationen als Klangstrom. Das können neue Emails sein, die aktuellen Börsenkurse. Oder auch die Wetterlage.

Zu hören gibt es dann aber nicht etwa den klassischen Radiowetterbericht, sondern eine komplexe Partitur. Wird die lauter, ist das ein sicheres Zeichen für zunehmende Bewölkung; steigt die Temperatur, werden Hintergrundtöne höher. Die Bielefelder haben dafür verschiedene Varianten ausprobiert. Ihnen selbst gefällt am besten das Modell „Tropfsteinhöhle“ – mit seinen sanft nachhallenden Klängen. Den Forschern, so Hermann, komme es vor, als werde ihr kleines Bielefelder Labor mit jedem Ton größer.

Atmosphärisch das genaue Gegenteil löst dagegen der „Bienenschwarm“ aus. Daran fühlt sich der Zuhörer zumindest erinnert, wenn Hermann die verklanglichten Daten eines epileptischen Anfalls abspielt. Der Sonifikationsforscher zeigt an seinem Rechner das Video eines kleinen Jungen, der zunächst entspannt in die Kamera blickt. Zeitgleich ist ein ruhiges Brummen zu hören – der akustische und auf wenige Sekunden geraffte Niederschlag tausender Daten, die aus einem EEG (Gehirnstrom-Messung) der Uniklinik Kiel stammen.

Dann aber nimmt das Brummen einen bedrohlichen Ton an und klingt, als stürze sich ein Bienenschwarm mit ausgefahrenen Stacheln auf sein Opfer: Die Datenlage hat sich verändert, das EEG weist gerade einen Anfall aus. Auch das nun verzerrte Gesicht des Jungen verrät: Hier stimmt etwas nicht.

Hinter dem Klangbeispiel steckt die Idee, Medizinern, die bisher lange Hirnstromprotokolle auswerten mussten, um sich ein Bild vom Krankheitsverlauf ihrer Patienten zu machen, eine schnellere Alternative zu bieten. Verändern sich die Hirnströme, gilt dies auch für daran gekoppelte Klänge. Diese bieten den Vorteil, dass sie schneller als jede Kurve auf dem Papier die Aufmerksamkeit des medizinischen Personals auf sich ziehen können. Die verklanglichten Daten könnten im besten Fall als eine Art „Frühwarnsystem“ zum Einsatz kommen.

Lesen Sie auf der nächsten Seite wie intelligente Umgebungen Informationen sammeln.

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