Inspiriert habe sie einerseits die 26-jährige chinesische Pianistin Yuja Wang und andererseits David Edward Hughes, der 1855 den Typendrucktelegraf erfunden hat, erzählen Anna Feit und Antti Ouslavirta. Die beiden jungen Wissenschaftler forschen am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken und dort speziell im Bereich der Interaktion zwischen Mensch und Computer. Mit „PianoText“ haben sie jetzt ein Programm vorgelegt, das die Tasten eines Klaviers in eine Schreibtastatur verwandelt. Statt Noten zu spielen werden Texte geschrieben.
Musikalische Muster und häufige Notenfolgen wichtig für die Texteingabe
So ähnlich funktionierte das auch bei Hughes und seinem Telegrafen aus der Mitte des 19. Jahrhunderts. Im Gegensatz zu den damals üblichen Morse-Apparaten kamen die Telegramme des Typendrucktelegrafen in gewöhnlicher Druckschrift an und mussten also nicht mehr übersetzt werden.
Das Schreiben geschah über eine kleine Tastatur mit 28 Tasten, wie bei einem Klavier. Synchronisierte Typenräder beim Sender und Empfänger machten es möglich, dass sich beim Niederdrücken der Taste auf der einen Seite ein kleiner Hammer auf der anderen Seite hob und das Papier gegen den entsprechenden Buchstaben drückte. Erfahrene Telegrafen schafften es damals auf eine Rate von etwa 30 bis 40 Wörtern pro Minute.
Diese Geschwindigkeit müsste mit den heutigen Computern und Programmen deutlich zu schlagen sein, so der Ausgangsgedanke von Feit und Ouslavirta. Die Saarbrücker Informatiker wollten wissen, warum es Pianisten möglich ist, problemlos doppelt so viele Noten pro Sekunde zu spielen, wie professionelle Schreibkräfte auf einer Tastatur Buchstaben eingeben können.
Zunächst spürten sie deshalb musikalische Muster auf, die immer wieder auftauchen. „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 Tasten zu übertragen, dass diese Notenfolgen bei der Texteingabe gespielt werden.
Da die Tastatur für die englische Sprache optimiert werden sollte, griffen die Wissenschaftler auf Statistiken zurück, die zeigen, wie Buchstaben und Buchstabenpaare in englischen Texten verteilt sind. Bei 26 Buchstaben im englischen Alphabet und 88 Klaviertasten gibt es im Prinzip mehr als 1048 Möglichkeiten, um den Noten bestimmte Buchstaben zuzuweisen. Mit einem Optimierungsalgorithmus ordneten sie in einem weiteren Schritt den Buchstaben bestimmte Noten zu. Häufige Buchstaben wurden mit Noten übersetzt, die besonders oft in der analysierten Musik vorkommen. Für Buchstabenpaare wie „th“ oder „he“ verwendeten sie wichtige Intervalle wie Terzen oder Quinten.
Häufige Silben und Wörter werden zu Moll- und Durakkorden
„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. Um zu große Abstände zu verhindern, wiesen die Forscher fast allen Buchstaben mehrere Noten zu. Je häufiger also der Buchstabe ist, desto mehr Übersetzungen gibt es. Der Buchstabe „e“ zum Beispiel, der am häufigsten im englischen Alphabet vorkommt, kann durch vier verschieden Noten in verschiedenen Oktaven eingegeben werden. Für gängige Silben und Wörter nahmen die Informatiker Moll- und Durakkorde, die die Eingabe der ganzen Buchstabenfolge mit nur einer Bewegung ermöglicht.
Um das Verfahren in der Praxis zu erproben, baten die Wissenschaftler einen erfahrenen Pianisten, auf dem Klavier einige „Sätze“ zu spielen, die sie zuvor in ein Musikstück umgeschrieben hatten. „Ohne vorherige Übung konnte der Pianist über 80 Wörter pro Minute schreiben, ähnlich wie eine erfahrene Schreibkraft“, kommentiert Oulasvirta die Ergebnisse.
Nun wollten die Wissenschaftler wissen, ob auch Hobby-Klavierspieler von dem neuen Programm profitieren können. Eine Probandin, die nur in ihrer Freizeit Klavier spielt, wurde gebeten die Methode einzustudieren und die Zuweisung von Buchstaben zu Noten auswendig zu lernen. Nach einem rund sechsmonatigen Training konnte die junge Frau – ähnlich wie der Pianist – circa 80 Wörter in der Minute erfassen.
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