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Menschliche Einflüsse auf marine Klanglandschaften
Geräusche sind für viele Meerestiere lebenswichtig, denn sie ermöglichen Kommunikation, Navigation und die Wahrnehmung ihrer Umgebung. Viele Organismen nutzen akustische Signale, um Partner zu finden, Raubtiere aufzuspüren und das Gruppenverhalten zu koordinieren. Die Geräuschkulisse eines Ökosystems ist der Schlüssel zu dessen ökologischer Gesundheit.
Vom Menschen verursachter Lärm - etwa durch Schifffahrt, Bauarbeiten und Energiegewinnung - stört jedoch zunehmend die natürliche Unterwasser-Geräuschkulisse.
Die Auswirkungen der Lärmbelästigung sind vielfältig und schwerwiegend. Sie kann wichtige biologische Geräusche überdecken, Stress verursachen, Paarungsrufe stören, die Jagddynamik beeinträchtigen und sogar zur Aufgabe von Lebensräumen führen. Diese Veränderungen tragen zu einem Rückgang der Artenvielfalt bei.
Daher ist die akustische Überwachung unerlässlich geworden, um diese Störungen zu erkennen und zu verstehen.
Aufruf zur Wiedervereinigung
Um die Auswirkungen des anthropogenen Lärms zu mindern, bedarf es eines vielschichtigen Ansatzes: Neben der Einführung leiserer Technologien, der Umsetzung von Lärmschutzvorschriften und der Einrichtung von Schutzgebieten muss auch auf kultureller Ebene gehandelt werden, indem eine neue Kultur des Zuhörens und des Klangbewusstseins gefördert wird.
Unser Ozean wird für viele der Entscheidungen, die wir in Zukunft zu treffen haben, ausschlaggebend sein: dafür, wo wir leben und wie sich unsere Wirtschaft bewegt, für unsere Ökosysteme, unsere Energie und dafür, wie wir mit einigen der Risiken umgehen, die sich aus dem Klimawandel ergeben, an den wir uns in Zukunft anpassen müssen. Unser Verständnis des Ozeans ist also von zentraler Bedeutung für unser Verständnis unserer eigenen Aussichten als Gesellschaft und als Wirtschaft - John Bell, Europäische Kommission - Digitaler Zwilling Ozean
Die EU-Mission "Restore our Ocean and Waters" (Wiederherstellung unserer Ozeane und Gewässer) zielt auf den Schutz und die Wiederherstellung der Gesundheit unserer Ozeane und Gewässer durch Forschung und Innovation, bürgerschaftliches Engagement und blaue Investitionen ab und hat ein Ziel für 2030. Der neue Ansatz der Mission betrachtet die Meere und Gewässer als ein einheitliches System und spielt eine Schlüsselrolle bei der Erreichung von Klimaneutralität und der Wiederherstellung der Natur. Im Einklang mit dieser Mission ist unsere Arbeit in der Dimension des sensorischen und kulturellen Engagements angesiedelt: eine Form der aktiven Beteiligung, die das Zuhören als eine politische, ästhetische und erkenntnistheoretische Praxis anerkennt, die in der Lage ist, gemeinsame ökologische Werte zu schaffen.
Die akustische Verschmutzung hat bereits die Ökosysteme der Meere und des Bodens sowie unsere Wahrnehmungsgewohnheiten tiefgreifend verändert - und damit auch die Sprachen, die Kommunikation und in städtischen Kontexten sogar die Musikproduktion, wie das Phänomen der Musikverschmutzung zeigt. Vor diesem Hintergrund wird die Praxis des aktiven Zuhörens zu einem Akt der ökologischen Bürgerbeteiligung. Das Problem der musikalischen Verschmutzung muss aus dieser umfassenderen Perspektive der Beziehung zwischen den Menschen und ihrer klanglichen Umgebung bewertet werden - sowohl im Hinblick auf die Gesundheit von Individuen und Ökosystemen als auch im Hinblick auf den Wert der klanglichen Umgebung als öffentliches Gut, als Gemeingut, als integraler Bestandteil des Ökosystems, das geschützt werden muss.
Um das Bewusstsein für diese Themen zu schärfen und das Zuhören als eine Form der Fürsorge zu fördern, entwickeln wir ein tiefes, interaktives Klangerlebnis mit verbundenen Augen - eine immersive Installation -, die wissenschaftliche passive akustische Unterwasserdaten und neue Technologien nutzt und sie in den Dienst des Gemeinwohls stellt.
504 Ways Of Listening
504 Ways of Listening ist eine immersive, räumliche Klangerfahrung, die zur kritischen Reflexion darüber einlädt, wie wir zuhören, wer dieses Zuhören gestaltet und welche Formen von Wissen durch Klang möglich werden. Bei dieser interaktiven Installation befindet sich jeweils ein einzelner Künstler mit verbundenen Augen in einer Ambisonics-Kuppel und ist von Zuhörern umgeben.
The prototype of 504 Ways of Listening in a sketch, with a dome of 23 speakers and the control platform.
Dank des Italienischen Nationalen Forschungsrats (CNR) und seiner hochauflösenden Hydrophonaufnahmen haben wir Zugang zu umfangreichen Datensätzen aus ansonsten unzugänglichen Meeresumgebungen. Diese Aufnahmen bieten einen seltenen Zugang zu akustischen Ökologien unter Wasser, die sonst nur schwer wahrnehmbar sind, und bilden die empirische Grundlage für den Audioinhalt und die Struktur unserer Installation. Die Entwicklung erfolgt in zwei Phasen: eine asynchrone, die sich auf die Aufbereitung und Analyse der Daten konzentriert, und eine Echtzeitphase, die der Klangsynthese und der interaktiven Steuerung gewidmet ist (siehe Abschnitt Methodik). Die Interaktion mit 504 findet mit verbundenen Augen statt, wobei die Sicht des Interpreten vollständig geblendet ist.
Unter Verwendung eines VR-Headsets als gyroskopischer Sensor und einer speziell angefertigten digitalen Braille-Tastatur bewegt sich der Künstler durch eine mehrdimensionale akustische Welt, die aus echten Unterwasseraufnahmen des italienischen Nationalen Forschungsrats besteht. Diese High-Fidelity-Aufnahmen fangen die unsichtbaren Ökologien des Ozeans ein - Geräusche von Meereslebewesen, Umweltveränderungen und entfernten menschlichen Aktivitäten -, die unseren Sinnen normalerweise unzugänglich sind.
State-of-the-Art-Demonstration des Echtzeit-Rahmens für datengesteuerte Multiversen-Manipulation
Das System, das von unserer maßgeschneiderten Software Data Driven Multiverse Manipulation angetrieben wird, wandelt neun verschiedene Audiomerkmale - wie Tonhöhe, Energie und Spektralkontrast - in räumliche Koordinaten um. Jede Permutation von Audiomerkmalen und Koordinaten wird zu einem neuen "Universum" und schafft 504 verschiedene Möglichkeiten, die Daten zu organisieren und zu hören. Daher ist jede Aufführung einzigartig.
This plot illustrates how the binary encoding system affects segment clustering, using a 2-minute slice of the dataset (see Data origin at chapter 2.2) displaying up to 2 kHz in sonogram for easier interpretation. The displayed universe uses RMS energy for the 𝑥-axis, point size and amount of blue; Onset Strength for the 𝑦-axis; Spectral Bandwidth for the 𝑧-axis; Spectral Centroid for the scalar 𝑤 and the amount of red. Finally, Zero Crossing Rate is used for the amount of green. This combination of features appears effective in clustering sound events composed of impulses, separating them based on the frequency with the greatest energy. In Plot 1, the energy peak is located between 1.7 and 2.1 kHz, while in Plot 2 it lies between 300–500 Hz.
The dataset (see Data origin at chapter 2.2) showing one of the possible Universes, obtained by assigning RMS energy to the 𝑥-axis, to the point size and to the amount of blue (RGB encoding), Onset Strength to the 𝑦-axis, Spectral Bandwidth to the 𝑧-axis and Spectral Density to the scalar 𝑤. Additionally, Spectral Centroid determines the amount of red and Zero Crossing Rate the amount of green. The effects of the quantization required for binary encoding are also visible as bands of points.
Datengesteuerte Multiversen-Manipulation (DDMM)
Data Driven Multiverse Manipulation (DDMM) ist ein von Pier Alfeo und Alessio Mastrorillo entwickeltes Software-Framework, das in zwei Hauptphasen unterteilt ist: eine Offline-Phase, die in erster Linie der Analyse von Audioaufnahmen (Datensatz) gewidmet ist, und eine Echtzeit-Phase, die sich auf die Verwaltung der Ambisonics-Sphäre und das Lesen der Analysedaten konzentriert.
Framework Überblick
Das Framework wurde unter Verwendung der Programmiersprachen Python und MaxMSP sowie der Software REAPER entwickelt.
Die Wahl von Python als Programmiersprache für die Offline-Operationen ergibt sich aus seiner starken Eignung für die Analyse von Datensätzen, einschließlich Audiodaten, dank seines umfangreichen Ökosystems an spezialisierten Bibliotheken wie NumPy, Librosa, Pydub und SciPy, die wir verwendet haben. Darüber hinaus zeichnet sich Python durch eine einfache und lesbare Syntax aus und bietet weit verbreitete Werkzeuge für maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz, die zu den geplanten zukünftigen Entwicklungen für DDMM gehören.
MaxMSP erweist sich als optimale Wahl für Echtzeitoperationen, da es eine leistungsstarke Umgebung für die Erstellung interaktiver Anwendungen im Audiobereich ist, von Musik bis hin zu Multimedia-Kunst. MaxMSP verfügt über eine visuelle Programmierumgebung, die unmittelbar und in Echtzeit modifizierbar ist und für ihre Flexibilität bei der Verarbeitung von Audio- und MIDI-Signalen sowie bei der interaktiven Steuerung von Ton-, Video- und physikalischen Geräten geschätzt wird.
Seine modulare und leistungsorientierte Natur macht es sowohl zu einem kreativen als auch zu einem technischen Werkzeug. Darüber hinaus enthält es leistungsstarke Bibliotheken für die Verarbeitung komplexer Mehrkanaltechniken, wie z. B. Ambisonics über Spat~ von IRCAM, und bietet die Möglichkeit, mit Gen~, einem MaxMSP-Subsystem, das Code kompiliert, um die Latenz zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern, optimierte Algorithmen auf Sample-Ebene zu schreiben.
Innerhalb der digitalen Audioworkstation REAPER wird die Dekodierungsphase der mit Spat~ erzeugten Ambisonics-Signale mit Hilfe der IEM-Audio-Plugin-Suite verwaltet. Diese Phase wird effizient von REAPER gehandhabt, das besonders leicht, vielseitig und für flexibles Mehrkanal-Signal-Routing geeignet ist.
Geleitet von der Freude am Entdecken haben wir einen empirischen Ansatz verfolgt, der Intuition und Erfahrung sowohl aus dem musikalischen als auch aus dem technischen Bereich kombiniert. Dieser Ansatz führt uns zur Erforschung eines immens breiten Feldes, das Biologie, Datenwissenschaft und Medienkunst umfasst und politische, ökologische und erkenntnistheoretische Implikationen hat.
Wir stellen uns eine Zukunft vor, in der Werkzeuge wie DDMM über spezielle Kontexte hinaus zugänglich gemacht werden können und zu neuen Wegen des Hörens und Verstehens der Komplexität der lebendigen Welt beitragen.
Abschließende Worte
Bei 504 geht es nicht nur um Klang - es geht um das Zuhören als eine Form der Verbindung. Diese Arbeit verwandelt wissenschaftliche Daten in eine emotionale, kulturelle und sinnliche Erfahrung. Es stellt die Frage: Können wir uns durch Zuhören einen Weg in die Komplexität des Meereslebens bahnen? Können wir durch tiefes, körperliches Zuhören näher an das herankommen, was wir nicht sehen können, aber dringend fühlen müssen?
Indem es ökologische und biologische Aufnahmen als kulturelles Material neu interpretiert, lädt 504 zum Nachdenken über den klanglichen Reichtum des Meereslebens ein. Es stellt die Frage, ob Kunst - und das verkörperte Hören - uns helfen kann, Zugang zu komplexen Systemen zu finden, die jenseits unseres rationalen Verständnisses liegen.
Link zum Paper: https://zenodo.org/records/15842120
Pier Alfeo & Alessio Mastrorillo
Alessio Mastrorillo, 1987 in Italien geboren, ist ein Komponist, dessen Werke bei renommierten Veranstaltungen wie ICMC, SMC, eviMus und Tempo Reale Anerkennung gefunden haben. Seine musikalische Reise begann mit einer Ausbildung in Klavier, Schlagzeug und Live-Musik-Engineering und entwickelte sich allmählich in den Bereich der Computermusik. Angetrieben von seiner Leidenschaft für neue Technologien hat er aktiv an internationalen Konferenzen wie NYCEMF, CIM, SMC und AIA mitgewirkt und sein Engagement dafür gezeigt, die Grenzen der Musik durch modernste Methoden zu erweitern. Seine künstlerische Tätigkeit erstreckt sich auf Solo- und Ensemble-Live-Elektronik-Konzerte, bei denen er das Publikum mit einer nahtlosen Verschmelzung traditioneller und elektronischer Elemente in seinen Bann zieht. Er hat mit namhaften Gruppen wie Mediterraneo Radicale und dem Tempo Reale Electroacoustic Ensemble zusammengearbeitet, was seinen Einfluss auf die zeitgenössische Musikszene weiter gefestigt hat. Neben seiner künstlerischen Laufbahn unterrichtet Alessio Computermusik am Konservatorium von Ravenna und Modena und gibt sein Fachwissen an die nächste Generation von Musikern und Forschern weiter.
Pier Alfeo (geboren 1985) ist ein Klang- und Transmedia-Künstler, der in den Bereichen Klangskulptur, Installationen, elektronische Musik und immersive audiovisuelle Projekte arbeitet. Er hat auf internationalen Festivals in Italien, Frankreich, Großbritannien, Deutschland, der Schweiz, den Niederlanden, Zypern, Serbien, der Ukraine, der Tschechischen Republik und Kenia ausgestellt und performt, zusammen mit Künstlern wie Cod.Act, Quayola, Robert Henke, Fennesz und Murcof. 2019 hatte er seine erste Einzelausstellung Incisione su Silenzio in der Galerie Doppelgaenger (Bari) und gewann den italienischen Nationalen Kunstpreis (Elektronische Kunst). Er nahm an der Biennale Tecnologia (Turin, 2020) teil und erhielt den Preis "Dynamic Display". Im Jahr 2023 war er Finalist für den Re:Humanism 3 Art Prize und nahm an einer Residency bei S.O.D.A. in Manchester teil. Im Jahr 2024 nahm er am RE-FEST von CultureHub und am PhEST Festival teil. Im Jahr 2025 präsentierte er 504 Ways of Listening und die dazugehörige Publikation auf der SMC-Konferenz in Graz in Zusammenarbeit mit dem Nationalen Forschungsrat Italiens.
Artikelthemen
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