Das Saarbrücker Forschungsteam um Anna Feit (im Bild rechts) hat mittels bestimmter Rechenverfahren Wörter und Buchstaben entsprechenden Noten und Akkorden auf dem Klavier zugeordnet.

© Jörg Pütz

Die Wissenschaftler trieb die Frage um, warum es Pianisten möglich ist, problemlos doppelt so viele Noten pro Sekunde zu spielen, wie professionelle Schreibkräfte auf einer Tastatur Buchstaben eingeben können. Sie untersuchten, welche Faktoren des Klavierspiels auch zur Texteingabe nützlich sind und ob sie auch anderen Eingabegeräten, wie etwa der QWERTY-Tastatur, zugutekommen.

Um ein Klavier in eine Schreibtastatur zu verwandeln, haben die Saarbrücker Informatiker zunächst Hunderte Musikstücke analysiert. Sie spürten musikalische Muster auf, die immer wieder auftauchen, wie Anna Feit, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Informatik, erklärt. "Für unsere Arbeit war es wichtig, herauszufinden, welche Noten und Akkorde wie oft vorkommen und wie die Übergänge in der Notenfolge aussehen." Das Ziel dabei: Die Buchstaben und Wörter so auf die Klaviertasten zu übertragen, dass diese Notenfolgen bei der Texteingabe gespielt werden.

Die Tastatur haben die Informatiker für die englische Sprache optimiert: Bei 26 Buchstaben im englischen Alphabet und 88 Klaviertasten gibt es im Prinzip mehr als 1.048 Möglichkeiten, um den Noten bestimmte Buchstaben zuzuweisen. Das Team um Feit greift auf Statistiken zurück, die zeigen, wie Buchstaben und Buchstabenpaare in englischen Texten verteilt sind. Mit einem Optimierungsalgorithmus haben sie in einem weiteren Schritt den Buchstaben bestimmte Noten zugeordnet: Häufige Buchstaben wurden mit Noten übersetzt, die besonders oft in der analysierten Musik vorkommen. Buchstabenpaare wie 'th' oder 'he' haben sie in wichtige Intervalle wie Terzen oder Quinten übersetzt.

"Wichtig hierbei war auch, dass der Abstand zwischen den Buchstabentasten nicht zu groß wird, damit der Pianist, die Notenfolge ohne Mühe spielen kann", erklärt Antti Oulasvirta, Nachwuchs-Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Informatik. Um zu große Abstände zu verhindern, haben die Forscher fast allen Buchstaben mehrere Noten zugewiesen: Je häufiger der Buchstabe ist, desto mehr Übersetzungen gibt es. Der Buchstabe 'e' etwa, der am häufigsten im englischen Alphabet vorkommt, kann durch vier verschieden Noten in verschiedenen Oktaven eingegeben werden. Für gängige Silben und Wörter haben sie zudem Moll- und Durakkorde genommen, die die Eingabe der ganzen Buchstabenfolge mit nur einer Bewegung ermöglicht.

Praxistest: 80 Wörter pro Minute auf dem Klavier

Um das Verfahren in der Praxis zu erproben, baten die Wissenschaftler einen erfahrenen Pianisten auf dem Klavier einige 'Sätze' zu spielen, die die Forscher zuvor in ein Noten-Musikstück umgeschrieben haben. "Ohne vorherige Übung konnte der Pianist über 80 Wörter pro Minute schreiben ähnlich wie eine erfahrene Schreibkraft an der QWERTY-Tastatur", so Oulasvirta. In einer weiteren Studie haben die Saarbrücker Informatiker eine Probandin, die nur in ihrer Freizeit Klavier spielt, gebeten die Methode einzustudieren und die Zuweisung von Buchstaben zu Noten auswendig zu lernen (siehe Video).

Anna Feit forscht in der Nachwuchsgruppe 'Human-Computer Interaction' von Antti Oulasvirta am Max-Planck-Institut für Informatik im Rahmen des Saarbrücker Exzellenzcluster 'Multimodal Computing and Interaction'. Sie beschäftigt sich damit, wie Musik bei der Interaktion zwischen Mensch und Maschine sinnvoll zum Einsatz kommen kann. Dabei gehen sie auch den Fragen nach, wie Menschen bestehende Fähigkeiten auf andere Gebiete übertragen können und welche Erfahrungen sie machen, wenn sie neue IT-Anwendungen nutzen.