Vom Makerspace ins Bundesfinale: Wie drei Schüler einem Klavier das Komponieren beibringen

Drei Schüler aus dem Landkreis Aichach-Friedberg bei Augsburg haben ein selbstspielendes Klavier entwickelt, das mithilfe einer eigenen künstlichen Intelligenz Musikstücke fortsetzen kann. Jonas und David aus Ried sowie Linus aus Kissing gehören damit zu den zehn Teams, die zum bundesweiten Finale des Bundeswettbewerbs Künstliche Intelligenz nach Tübingen eingeladen wurden. Am 6. November ist das Instrument vorab im Rieder Rathaus zu erleben.

Ried. Die erste Idee entstand bei einem Besuch im Deutschen Museum in München. Jonas und David entdeckten dort einen selbstspielenden Flügel. Die Tasten bewegten sich ohne einen Pianisten – die Technik dahinter faszinierte die beiden. Da der ausgestellte Flügel über 50.000 Euro kostete, entstand schnell die Frage: Wie könnte man ein Klavier selbst so umbauen, dass es eigenständig spielt?
Den technischen Aufbau übernahm Jonas federführend. Er konstruierte die Halterungen, bestückte und verlötete die Platinen und programmierte die Steuerung. Sein Bruder David unterstützte ihn bei der aufwendigen Verkabelung: Hunderte Kabel mussten vorbereitet und angeschlossen werden.
Schritt für Schritt entstand ein Instrument, dessen Tasten durch elektrisch angesteuerte Magnetstößel betätigt werden. Die Grundlage liefern sogenannte MIDI-Dateien: Sie enthalten digitale Spielanweisungen, die festlegen, welche Töne wann und wie lange erklingen sollen. So bringt das echte Klavier unterschiedlichste Musikstücke zum Klingen – von Klassik über Filmmusik bis hin zu modernen Hits und Rock. Eine besondere Herausforderung war, das Brummen und Klackern der Magnetstößel zu reduzieren. Schließlich sollte vor allem die Musik zu hören sein.
KI-Werkzeuge unterstützten beim Erstellen des Programmcodes und beim Lösen technischer Probleme. Die vielen Versuche und Überarbeitungen beanspruchten allerdings auch das Nutzungsguthaben der Werkzeuge, die sogenannten AI-Credits, erheblich.
Mit dem funktionierenden Instrument entstand eine weitergehende Frage: Könnte das Klavier auch selbst Musik erfinden?

Durch Zufall stießen die Schüler auf den Bundeswettbewerb Künstliche Intelligenz. Damit bekam die Idee ein konkretes Ziel. Zum Team kam Linus aus Kissing. Jonas und David kannten ihn vom Staatlichen Gymnasium Friedberg, das alle drei besuchen, sowie von Treffen im Makerspace der KreativWerkstatt Ried. Die offene Werkstatt wird von Ehrenamtlichen getragen und von der Gemeinde unterstützt. Sie bietet Raum, Werkzeug und Austausch, damit aus kreativen Ideen eigene Entwicklungen werden können. Gemeinsam arbeiteten die drei Schüler dort das Konzept für eine eigene KI aus, die begonnene Musikstücke eigenständig fortsetzen und über das Klavier hörbar machen kann.
Die ersten Ergebnisse waren ernüchternd: Die zunächst trainierten KI-Modelle hörten sich schlicht furchtbar an. Geeignete Musikdaten für das Training zu finden, war eine der großen Herausforderungen. Die Schüler verbesserten ihre Software kontinuierlich, trainierten weitere Modelle und überprüften die Ergebnisse. Nach und nach wurden die musikalischen Fortsetzungen überzeugender.
Zu den technischen Rückschlägen kam erheblicher Zeitdruck. Manche Aufgaben hatte das Team immer weiter aufgeschoben. Als der Abgabetermin näher rückte, mussten die drei