Musikinstrumente mit neuartigen Saiten funktionieren ohne Resonanzkörper und Tonabnehmer
In einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Forschungsprojekt an der an der Bauhaus-Universität Weimar werden derzeit völlig neuartige Musikinstrumentensaiten entwickelt. Ein Forschungsteam an der Professur »Interface Design« der Fakultät Kunst und Gestaltung arbeitet zukünftig daran, wie Sensoren in Musikinstrumentensaiten integriert werden können. Am Projekt beteiligt ist auch ein Industriepartner, der befähigt werden soll, die innovativen Saiten bis zur Marktreife zu bringen.
»Durch die piezoelektrische Musikinstrumentensaite entstehen völlig neue Möglichkeiten bei der Gestaltung von Instrumenten«, erklärt Dr. Max Neupert, Leiter des Projektes an der Bauhaus-Universität Weimar. »Im Gegensatz zum Einsatz mit herkömmlichen Saiten benötigen die neuen Instrumente keinen Resonanzkörper mehr. Beispielsweise in E-Gitarren werden Elektromagnetische Tonabnehmer (Pickups) verbaut, die zukünftig nicht mehr notwendig sind. Auch Mikrofone werden überflüssig, da das Signal gleich an der Quelle abgenommen wird. Sowohl die Klangästhetik als auch mögliche Spieltechniken werden erweitert.« Die charakteristischen Klangfärbungen, die vormals der Resonanzkörper erzeugte, lassen sich hervorragend simulieren und elektronisch hinzufügen. Sowohl Klangkörper als auch Widerhall im Raum können damit jederzeit digital verändert werden. Das ermöglicht vielfältige Gestaltungsoptionen, die bei traditionellen Instrumenten vorgegeben und unveränderlich sind.
Bei der neuartigen Saite werden Schwingungen direkt in ein elektrisches Signal umgewandelt: Die Saite wird zu ihrem eigenen Tonabnehmer und ist in ihrer ganzen Länge ein Mikrofon für Schwingungen und Berührungen. Verantwortlich dafür ist eine spezielle Funktionsschicht aus einem Polymer, das sogenannte piezoelektrische Eigenschaften hat und das Neupert in die Saite integriert. Piezoelektrizität ist ein Phänomen, bei dem elektrische Spannung entsteht, wenn der Druck auf das Material verändert wird. Wenn die Saite gespielt wird, entsteht im oszillierenden Wechsel der Schwingung eine mechanische Spannung, die es ermöglicht, ein klares Signal des jeweiligen Tons zu erhalten.
»Das Spielen von Musikinstrumenten ist eine hochkomplexe Interaktion zwischen Mensch und Apparatur«, erklärt Martin Hesselmeier, Professor für »Interface Design« im Studiengang Medienkunst / Mediengestaltung. »Ein Instrument ist auch eine Art Interface, mit dem wir interagieren. Daher ist Forschung an Musikinstrumentensaiten für die Professur eine besonders spannende Aufgabe.«
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die neue Technologie zusammen mit einem Partner aus der Industrie zur Marktreife zu bringen, sodass das beteiligte mittelständische Unternehmen eigene Innovationen umsetzen kann. Auch andere Industrien können von den Forschungsergebnissen profitieren, um beispielsweise Strukturversagen durch Materialermüdung oder Verschleiß vorhersagen zu können.
Die Weimarer Forschungsgruppe ist international vernetzt; Wissenschaftler*innen von namhaften Instituten in Princeton, San Diego, Seoul, Lyon, London bis Linz beteiligen sich am Projekt. In den kommenden zwei Jahren sollen die Saiten zur Marktreife gebracht werden. Dann werden sie in verschiedene Instrumente integriert und wissenschaftlich untersucht.
Die Entwicklung des Forschungsprojektes wird unter www.uni-weimar.de/piezosaite fortlaufend dokumentiert.
Das Projekt wird im Rahmen der Förderlinie »Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)« des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Für Rückfragen steht Ihnen gern Dr. Max Neupert, Leiter des Projektes, per E-Mail an max.neupert[at]uni-weimar.de zur Verfügung.