Beethovens 10. Sinfonie: Die Vollendung der Unvollendeten durch Künstliche Intelligenz

Ein Team internationaler Musik-Wissenschaftler und KI-Experten erstellte mit Methoden der Künstlichen Intelligenz eine mögliche Version der 10. Sinfonie des Komponisten Ludwig van Beethoven.

Es sollte seine 10. Sinfonie werden. Doch Ludwig van Beethoven konnte sie nie zu Ende führen. Zum Zeitpunkt seines Todes hatte er lediglich mit einigen Skizzen begonnen. Anlässlich des diesjährigen Beethoven-Jubiläums wagte die Telekom ein Experiment: die Vollendung der Unvollendeten, mit Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI). Wie so etwas funktioniert? Lesen Sie selbst…

Können Algorithmen kreativ sein? Können sie Romane schreiben, Bilder malen oder auch komponieren? Wer zum Thema recherchiert, findet bereits einige Beispiele kreativer Künstlicher Intelligenz. Das wohl bekannteste ist das „Porträt von Edmond Belamy“. Ein Gemälde, das Christie’s im Jahr 2018 für 432.500 Dollar versteigerte. Darüber hinaus finden sich Projekte, in denen KIs Drehbücher schreiben, einen Beatles Song komponieren oder Sinfonien von Schubert sowie Mahler vervollständigen. An Beethovens 10. Sinfonie hatte sich noch niemand versucht. Bis jetzt: Initiiert von der Telekom, bemühte ein Team internationaler Musik-Wissenschaftler und KI-Experten Methoden der Künstlichen Intelligenz, um eine mögliche Version der 10. Sinfonie zu erstellen. Die Uraufführung war für November geplant – gespielt vom Beethoven Orchester Bonn, unter der Leitung des Generalmusikdirektors Dirk Kaftan.

Ein ambitioniertes Projekt

Wichtige Grundlage des Projekts waren Seriosität und Fachkenntnis. Unter der Leitung von Dr. Matthias Röder (The Mindshift und Karajan Institut) versammelte sich daher ein Team aus Experten auf ihrem Gebiet: Prof. Robert Levin (Musikwissenschaftler an der Harvard University), Prof. Dr. Ahmed Elgammal (KI-Experte an der Rutgers University), Dr. Mark Gotham (Musik- Experte an der Cornell University), Walter Werzowa, (Komponist) und Prof. Dr. Christine Siegert (Leiterin der Forschungsabteilung des Beethoven-Haus Bonn). „Wir wollten besser verstehen, was der Stand der Technik bei der Generierung von Musik ist. Und wir haben versucht, die Grenzen auszutesten. Letztendlich haben wir einige Module verwendet, die von der natürlichen Sprachverarbeitung (Natural Language Processing) inspiriert sind. Die natürlich für die Musikgenerierung angepasst wurden, und die wir versucht haben, weiter voranzutreiben. Wir haben versucht, immer längere Sequenzen zu erstellen und die Struktur von Musik auf einer neuen Ebene zu verstehen. So weit, dass wir wirklich sinnhafte Musik erzeugen können”, beschreibt Prof. Dr. Ahmed Elgammal das Vorgehen. Dafür mussten zunächst die vorliegenden Daten von Beethoven – Sinfonien, Noten-Skizzen und Partituren – analysiert und maschinenlesbar aufbereitet werden. Dann wählten die Experten die passende Machine Learning Methode und passten dessen Algorithmen auf die Aufgabe an. Zum Einsatz kamen Algorithmen der Sprachverarbeitung. Denn Musik wie auch Sprache besteht aus kleinen Einheiten – Buchstaben oder eben Noten – die zusammengesetzt einen Sinn ergeben. Dieses Verständnis des größeren Kontexts war entscheidend.

Die Beethoven-KI

So entstand ein System, das den Stil Beethovens „versteht“. Diese Beethoven-KI wurde speziell für die vorliegende Aufgabe von Prof. Dr. Ahmed Elgammal und Dr. Mark Gotham weiterentwickelt, damit es die bestehenden Skizzen im Stil Beethovens zu sinnvollen musikalischen Sätzen erweitern kann. Begonnen wurde mit kleinsten Einheiten, die die KI um wenige Noten fortschreiben sollte. Die Vorschläge der KI wurden von den Musikwissenschaftlern begutachtet, die besten ausgewählt und wieder in das System zurückgespielt. Mit der Aufgabe, wieder ein paar Noten hinzuzufügen. So entstand ein immer längeres Werk. „Was KI uns gestattet, ist die Möglichkeit, den weiteren Verlauf eines Satzes in 20, in 100 verschiedenen Fassungen anzubieten. Und das ist unendlich faszinierend, denn wenn es algorithmisch sehr gut gemacht wird, dann ist jeder Versuch plausibel“, beschreibt Prof. Levin die Vorteile der Zusammenarbeit mit der KI. Es ist Aufgabe des Menschen, aus den Vorschlägen den besten auszuwählen.

Künstliche Intelligenz kann den weiteren Verlauf eines Satzes in verschiedenen plausiblen Fassungen anbieten. Es ist Aufgabe des Menschen, aus den Vorschlägen den besten auszuwählen.

Mensch und Maschine

Viele Ideen, die Beethoven aufgeschrieben hat, sind sehr abstrakt oder für ein Musiksystem nicht verständlich. So hat das Expertenteam in den Skizzen Ideen für einen Choral gefunden oder beschreibende Worte für die Form des Werkes. Hieraus mussten Vorgaben für die KI definiert werden. „Man muss sich das so vorstellen, dass Beethoven in dem Moment, in dem er neue Ideen hatte, sich Notizen machte, manchmal in geschriebenen Worten, manchmal in Musiknoten. Die sind mal fragmentarisch, mal ausführlicher. Und wir müssen ausgehend von diesem Material Annahmen treffen. Wie hätte er bestimmte Dinge weiterentwickelt? Das betrifft vor allem die große Form. Die Abfolge von Teilen in der Musik. Und da sind wir darauf angewiesen, dass wir selbst Entscheidungen treffen, die auf den Materialien von Beethoven basieren. Und dann füllt die KI letztendlich auf der Basis der musikalischen Ideen diese Form auf“, erklärt Dr. Röder.

Zum Leben erweckt

Das Expertenteam legte außerdem die generelle Struktur für die fertige Komposition fest. Nachdem die KI die Skizzen Beethovens dann weitergeführt hat, wurden die fertigen Teile in diese Struktur eingearbeitet. Das Ergebnis ist erstaunlich: Die KI greift nicht nur die Ideen Beethovens auf. Sie bringt hier und da neue Ideen ein, die überraschen und manchmal ein Lächeln entlocken. Die KI wirft ihre Komposition als monoton anmutende Tonfolge aus. Ähnlich wie auch Computerstimmen maschinell und künstlich klingen. Erst, wenn ein Mensch diese Noten auf einem Instrument spielt, erwachen sie zum Leben und werden mit Tempowechseln und Gefühl interpretiert. Das war die Aufgabe von Walter Werzowa. Der Komponist legte Hand an, um das Ergebnis der KI von einem Orchester spielbar zu machen und interpretierte es für die unterschiedlichen Instrumente.

Ist das Kunst?

Das Projekt Beethoven-KI zeigt: Nur wenn der Mensch und die Maschine planvoll zusammenarbeiten, kann das große Potenzial der kombinierten menschlichen und maschinellen Kreativität erreicht werden! Ob das als Kunst zu werten ist? Der Musikprofessor Levin sieht es so: „Kunst, künstlich wird dem Natürlichen entgegengesetzt. Was künstlich ist, kommt nicht aus der Natur. In diesem Sinne ist die Kunst dort, wo auch die KI ist. Beide Denkprozesse möchten ein Stück Realität schildern. Man kann sagen, der Computer macht es nach Algorithmen. Ja. Aber der Mensch macht es auch aufgrund von Erfahrungen oder Ausbildung. Sie sind nicht unbedingt so weit voneinander entfernt. Das Resultat ist zwangsläufig von der Qualität der Eingabe abhängig. Aber Beethoven ist auch von seiner Liebe zu Mozart, seinen Studien von Albrechtsberger oder Haydn abhängig. Es ist das Romantische in uns, das verweigern möchte, dass Künstliche Intelligenz einen Wert hat. Ich möchte sagen, langsam. Nicht so schnell.“