Der Sound der Schnecken
Eine Datenstory aus dem Museum für Naturkunde Berlin
Der Ton kann über das Lautsprecher-Symbol in der Navigationsleiste wieder deaktiviert werden.
Mediasphere For Nature
Die Mediasphere For Nature ist das Applikationslabor für digitale Medien am Museum für Naturkunde Berlin und beschäftigt sich mit der Frage, wie die digitalen Medien des Museums nachhaltig geteilt und genutzt werden können.
Um möglichst innovative Nutzungsmöglichkeiten für die Medien auszuloten, arbeitet das Mediasphere-Team regelmäßig mit diversen Partnern an vielfältigen Kooperationsprojekten.
Molluskensammlung
Ein Projekt mit Beginn im Herbst 2021 hat das Team der Mediasphere For Nature in die Molluskensammlung des Museums geführt.
Dort werden rund 7 Millionen Objekte von Weichtieren, also Muscheln, Schnecken oder Tintenfischen, aufbewahrt.
Wunderschöne Farben und Muster von Schneckengehäusen unserer Sammlung warten förmlich darauf, Kreativprojekte zu inspirieren und zum Einsatz zu kommen. Daher waren wir nicht allzu verwundert, als wir genau zu jener farbenfrohen Sammlung eine spannende Anfrage erhielten.
Die Projektpartner
Das von der Berlin University Alliance geförderte Projekt Sci.Com verfolgt das Ziel, den Dialog zwischen Studierenden, Wissenschaftler*innen und der Öffentlichkeit zu stärken.
Dr. Robert Richter (Foto unten, Mitte) co-leitet den angegliederten Praxis-Kurs Projektlabor Wissenschaftskommunikation. Teilnehmende erlernen Grundlagen für erfolgreiche Wissenschaftskommunikation, indem sie eigene Projekte erarbeiten und anschließend präsentieren.
Studierende aus seinem Kurs hatten die Idee, die Muster von Schneckenschalen klanglich erlebbar zu machen. Als ehemaliger Mitarbeiter der Mediasphere For Nature vermittelte Robert Richter den Kontakt zum Museum. Das war der Startschuss für das Projekt "MuShell - Music of the Shell".
Das interdisziplinär zusammengewürfelte Studierenden-Team bringt Vorkenntnisse aus unterschiedlichsten Bereichen mit: Technischer Umweltschutz, Bioinformatik und Chemie sind ebenso vertreten wie Medientechnik.
Die Projektidee
"MuShell - Music of the Shell" möchte auf kreative Weise die Vielfalt der Natur hörbar machen. Dabei bildet folgende Frage den Ausgangspunkt des Projekts: wie klingt es, wenn man die Muster auf Schneckengehäusen in Musik umwandelt?
Die Inspiration zum Projekt ist die Ähnlichkeit der Form mancher Schneckengehäuse ...
... mit der zylinderförmigen Tonwalze einer Walzenspieldose.
Zusammengebaut würde das Ganze in etwa so eine Konstruktion ergeben:
Um das Schneckengehäuse wie eine Walzenspieldose erklingen zu lassen, wurde nach Möglichkeiten gesucht, die individuellen Muster einzelner Schneckengehäuse in mehreren Schritten in eine Partitur zu verwandeln.
Doch zunächst galt es, am Museum für Naturkunde Schneckengehäuse mit geeigneten Formen und Mustern auszuwählen.
Besuch am Museum für Naturkunde
Während des Besuchstermins standen zwei Aktivitäten auf dem Programm: die Auswahl geeigneter Schneckengehäuse und die Digitalisierung dieser Gehäuse direkt vor Ort.
Fachkundig betreut wurden die Studierenden um Robert Richter hierbei von Sammlungspflegerin Christine Zorn (unten rechts abgebildet) und erhielten so z.B. Tipps zur sicheren Handhabung der teils empfindlichen Schneckengehäuse.
Mit Hilfe von Christine Zorn wurde die schier endlose Auswahl eingegrenzt. Insgesamt fiel die Wahl auf 13 Gehäuse, die allesamt giftigen, räuberisch lebenden Arten angehören und in tropischen und subtropischen Meeren vorkommen.
Auch die oben abgebildete Conus aulicus Kegelschnecke schaffte es in die engere Auswahl. Sie wurde auf Nu’utele gesammelt, einer unbewohnten Insel im Osten des polynesischen Inselstaats Samoa.
In einem leeren Sammlungsraum der Molluskenabteilung konnte das eigens vom Studierendenteam entwickelte Photogrammetrie-Setup für die Aufnahmen aufgebaut und der Digitalisierungsprozess angestoßen werden.
Oben eine Zeitrafferaufnahme, in der unterschiedliche Schritte sichtbar werden: am linken Bildrand werden die Schnecken-Gehäuse in der Lichtbox positioniert und fotografiert. Am rechten Bildrand findet die Qualitätsprüfung der Aufnahmen statt.
Beim Positionieren in der selbstgebauten Lichtbox werden die Schneckengehäuse zunächst vorsichtig mit Hilfe eines nicht haftenden Klebematerials auf einem dünnen Stab fixiert.
Im obigen Video kann man beobachten wie die motorisierte Drehbühne das Schneckengehäuse langsam immer weiterdreht und die DSLR Kamera dabei von allen unterschiedlichen Positionen Fotos aufnimmt.
Pro Schnecke werden zwischen 40 und 150 Fotos aus verschiedenen Perspektiven erstellt. Dies reicht aus, um die Bilder später in digitale 3D-Modelle umzuwandeln.
Impressionen vom Museumsbesuch; Musik: Sound einer Conus imperialis Schnecke
Vom Muster zur Musik
Mit den Fotos der 13 Schnecken ausgerüstet, begann die Feinarbeit für das MuShell Team. Aus den zahlreichen Einzelbildaufnahmen der Gehäuse wurden zunächst 3D-Modelle erstellt.
Stark vereinfacht erklärt, gilt es folgende Schritte umzusetzen, um die Muster auf den Schneckengehäusen in Musikstücke zu verwandeln:
Die Oberfläche der 3D-Modelle wird in ein flaches 2D-Bild ausgerollt und in eine Bilddatei konvertiert.
Die Datei wird in ein Schwarz-Weiß-Bild umgewandelt, um den maximalen Kontrast zu erhalten und die Konturen der Muster besser zu erkennen.
Besonders interessante Teile des Musters werden ausgeschnitten. Ein programmierter Algorithmus interpretiert die Punkte als abstrahierte Noten mit einer bestimmten Tonhöhe und Zeitdauer.
Für die Vertonung der Noten werden internationale Tonleitern ausgewählt. Dann gilt es, die Koordinaten der Punktmuster in MIDI-Dateien umzuwandeln.
Die MIDI-Dateien werden schließlich mit Hilfe des Programms GarageBand bearbeitet. Anbei das Beispiel einer Conus arenatus, die mit der A-Moll Tonleiter mit einem Vibraphon vertont wurde.
Die Studierenden haben den gesamten Entstehungsprozess sehr ausführlich in einem Blog-Artikel zusammengefasst, der auf unserer Mediasphere-Website nachgelesen werden kann.
Zurück ins Museum
Die Lange Nacht der Wissenschaften 2022 bot dem MuShell Team eine ideale Möglichkeit, ihr Projekt und die entstandenen Kompositionen einem größeren Publikum zu präsentieren.
Neugierige Besuchende ließen sich das MuShell Projekt erklären ....
... um anschließend den Schneckenklängen zu lauschen.
Mit den durch das MuShell Team gebauten Musik-Boxen bekam das auf den 3D-Modellen aufgebaute Projekt wieder einen analogen Anstrich. Die einmontierten Schneckengehäuse drehen sich dabei in Abstimmung mit der Musik. Die abgespielten Noten werden mit LEDs vorne an der Musikbox angezeigt.
Das Forschungsprojekt stieß auf reges Interesse. Manche Besuchende fühlten sich gar dazu animiert, dem Team kleine Bildnotizen zu hinterlassen. Voilà: "Schneckwig van Beethoven":
Schneckenklänge für Alle!
Die Nachnutzbarkeit unserer Daten liegt dem Museum für Naturkunde am Herzen und wir sind darum bemüht, unsere Projektergebnisse nach Möglichkeit mit freien Lizenzen der Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen.
Die aus dem Projekt hervorgegangenen 3D-Modelle werden daher über unser öffentlich zugängliches Datenportal (siehe Screenshot oben) unter dem Tag "MuShell" nicht nur zur Ansicht, sondern auch zum Download angeboten. Die dazugehörigen Kompositionen werden später an selber Stelle hinzugefügt.
Wer möchte, kann die Dateien für seine eigenen Projekte verwenden. Welche neuen Nutzungsszenarien sich hieraus ergeben mögen? Wir lassen uns überraschen.