Флейтиста из нержавеющей стали готовят на смену живым музыкантам
Полёт шмеля. Римский-Корсаков. Мучительные воспоминания для тех, кто получал образование музыкальной школе, – поразительно сложная скоростная композиция.
Японцы утверждают, что человекоподобный робот-флейтист, над которым они кропотливо трудились практически 20 лет, может сыграть её «практически безупречно». Пора ли затевать тревожиться опытным исполнителям классики?
Первые шаги на встречу к созданию электронного музыканта были предприняты ещё в первой половине 90-ых годов XX века – в университете Васеда (Waseda University). В том же учебном заведении, но уже в особой лаборатории доктора наук Таканиси (на данный момент Laboratory), изучения длятся и сейчас.
Японские учёные изначально вели работу по трём направлениям: (а) детальное описание моторики человека на протяжении игры на инструменте; (б) разработка совокупности коммуникаций с настоящими музыкантами «на эмоциональном уровне»; и, пожалуй, самое увлекательное – (в) передача навыков игры на флейте тем, кто не может с ней обращаться.
Чемпионы по степеням свободы – руки (14) и пальцы (12). Потом идут: шея (4), лёгкие (3), глаза (3), губы (3), вибрато (1) и язык (1).
Всего 41. Что весьма интересно, в прошлой версии их было 43, но два перемещения губ, по-видимому, были лишними (фото Waseda University).
Да… Железный дровосек положил собственный топор на полку, но он ещё кого угодно вынудит музыку обожать, в особенности отвлечённую. Но, никаких катастроф – жизнеутверждающий дух хороших композиций рождается в недрах сложной механизмов и системы приводов. Для этого у робота WF-4RIV целых сорок одна степень свободы.
Расшифровывается имя WF-4RIV достаточно занимательно – «флейтист из Васеды № 4 улучшенный IV» (Waseda Flutist No.4 Refined IV). Точно неизвестно, что в том месте столько раз улучшали, но два последних десятилетия эволюция духовых андроидов точно не стояла на месте.
Полузабытая мелодия для флейты – слева направо и сверху вниз: WF-1 (1990), WF-2 (1992), WF-3RIX (2002), WF-4 (2003), WF-4R (2004), WF-4RII (2005), WF-4RIII (2006) (фото Waseda University).
Первоначально, как вы имеете возможность видеть, это были кроме того не человекоподобные роботы, а какие-то замысловатые шкафчики, где на полочках покоились «части тела», нужные для репликации процесса игры на музыкальном инструменте – лёгкие, руки, глаза, полость рта и что-то называющиеся «вибрато».
По большому счету говоря, последний термин – музыкальный, обозначающий периодические трансформации высоты, его тембра и силы звука. В естественных условиях это достигается напряжением и расслаблением мышц гортани при активизации их нервными импульсами. В этом случае возможно смело заявить, что вибрато – неестественная гортань, которая во многом определяет уровень качества выполнения.
В реальности эту штуку тренируют годами.
В глаза робота вмонтированы две камеры на базе ПЗС-матрицы. Это должно оказать помощь ему корректировать собственные действия при выступлении дуэтом с живым музыкантом (иллюстрация Waseda University).
Не обращая внимания на то что MP3-плееры и вторая портативная техника уже вовсю могут проигрывать радостные и не весьма мелодии (кроме того бумагу этому обучили), воспроизвести настоящее выполнение – задачка не из лёгких. Флейта, например, как духовой инструмент требует в первую очередь тренировки дыхания, в которое вовлечены множественные части тела и органы, не говоря уже о очень продвинутой совокупности управления средним количеством около 1,2 литра.
Японцы лёгких дорог не ищут и кропотливо трудились над усовершенствованием механизма, неспешно продвигаясь на ход то тут, то в том месте. Последний капитальный апдейт датируется 2007 годом, в то время, когда и показался WF-4RIV, способный на более натуральную игру и более мягкий переход от ноты к ноте.
Форма губ (вверху) регулируется встроенными штифтами (array of pins), а их эластичность, по словам разработчиков, близка к людской. Языковой механизм создан для реализации особенной музыкальной техники – извлечение звука на флейте достигается при вдувании воздуха в мундштук и одновременном отталкивании языка от мякоти верхней губы (иллюстрация Waseda University).
В этом году роботу сделали ещё один небольшой рестайлинг – подправили губы и полость рта. Примечательно, что начальные эксперименты и механистические метания с нестандартным размещением органов, наверное, в прошлом: сейчас разработчики идут по пути «более аккуратного» копирования человека.
Превзойти природу выяснилось через чур амбициозной задачей. Но этого, в неспециализированном-то, и не нужно. Вершины земного таланта с лихвой перекрывают самые стремительные фантазии.
Особенно в случае если мы говорим о флейте – недаром у Моцарта она была чудесной.
Лёгкие – слева, неестественная гортань – справа. Подробнее об их устройстве и о модели WF-4RIV в целом вы имеете возможность определить в издании IEEE Intelligent Robots and Systems (иллюстрация Waseda University).
Сердцем андроида являются, как ни необычно, его лёгкие – упакованные в акриловые чехлы духовые мехи, каковые управляются кривошипно-шатунным механизмом, имитируя дыхательный цикл. Конструкция устроена так, что посторонние «шумы» и время вдоха минимальны, а количество «исходящего» воздуха велик.
Из лёгких воздушное пространство под контролируемым давлением поднимается к вибрато, копирующему голосовые связки человека. Именно это взлелеянное продолжительными годами усердной работы устройство снабжает частоты регулировки звука и возможность амплитуды.
Флейта намертво прикована к правой руке робота (иллюстрация Waseda University).
Но не только дыхательная совокупность нужна настоящему музыканту – ловкость и гибкость пальцев также имеют значение. Исходя из этого у WF-4RIV любой палец функционирует независимо от вторых и может открывать/закрывать клапаны на флейте с частотой 8 герц.
Кроме упомянутых выше наворотов у заслуженного артиста Страны восходящего солнца имеется ещё и губы, архиважные для извлечения звука, и язык, также примененный в игре, а также подвижные глаза с «интерактивными» бровями – для психотерапевтического комфорта зрителей.
Так и странствует он по весям и городам, вернее – по выставкам робототехники, где выступает в качестве шоу-стоппера лаборатории Таканиси. Вы имеете возможность сами оценить его игру.
На непросвещённый взор незнакомого с проблемами тональности обывателя – это однако как-то не весьма. Да и фальшивит он наподобие в нескольких тактах.
Однако, по плану создателей, в будущем такие девайсы заменят опытных музыкантов. Ну, либо хотя бы будут с ними соперничать.
Так пора ли людям волноваться? До тех пор пока вряд ли. Шоу роботов – собственная стихия, живой концерт – собственная.
Недаром любители музыки ходят на определённого исполнителя, что кроме механического озвучивания партитуры привносит в каждую ноту частичку собственной души.
