Apprendimento automatico nella musica

L’apprendimento automatico nella musica serve a comprendere i segreti dei grandi compositori del passato. A che punto è l’intelligenza artificiale in campo musicale e perchè è importante non solo per creare nuovi brani

L’apprendimento automatico è alla base di tutti i sistemi della cosiddetta intelligenza artificiale. La macchina impara dall’uomo i processi logici e creativi per poi essere in grado di agire in modo autonomo. Questo aspetto dell’evoluzione tecnologica può spaventare e aprire una serie di interrogativi sul futuro dell’uomo in ambito sociale ed economico, ma è anche un valido metodo per comprendere i meccanismi della creatività umana.

L’apprendimento automatico si può applicare in tutti i settori umani, ma analizzare il linguaggio musicale e scoprire i segreti dei grandi compositori sembra affascinare molto gli scienziati. Nel comporre musica il cervello è impegnato su più livelli di intelligenza, sensibilità, destrezza e fantasia, fondamentali per chi vuole realizzare una qualche forma di intelligenza artificiale. I meccanismi creativi della musica destano tanto interesse anche perché i ricercatori non amano le cose semplici. Etichettare la musica è molto più complicato che non la scrittura o le immagini. Il tempo scorre e la durata di ogni singola nota si intreccia con altezza, timbro, dinamica e mille altri parametri.

L’obiettivo degli scienziati anche in questo caso non è certo sostituire i musicisti, ma sviluppare sistemi e applicazioni che potranno venire utilizzati anche nei settori industriali della robotica. L’interazione uomo macchina riguarda tutti i settori industriali della produzione di prodotti ma anche di contenuti. Per questo vi lavorano tutti i giganti del web proponendo sempre nuove sfide. Apparentemente solo per gioco, ma in realtà la scommessa per il futuro è molto alta e riguarda tutti.

Intelligenza artificiale nella musica

L’ambito musicale per l’incredibile varietà del linguaggio delle sette note, si presta molto bene a diventare un fertile terreno di ricerca in cui sperimentare nuove soluzioni a metà tra reale e virtuale. Certo nella musica le applicazioni che utilizzano l’apprendimento automatico stanno facendo passi da gigante. Si tratta di sistemi e software programmati innanzitutto per apprendere quanto di buono creato dall’uomo. Una volta compresi i meccanismi di elaborazione del linguaggio, macchine e computer provano a loro volta a creare musica o addirittura a comporre canzoni.

All’evoluzione dell’intelligenza artificiale in campo musicale concorrono le più grandi società al mondo. C’è Google con il progetto Magenta rivolto ad artisti, programmatori e creativi. Ma c’è anche la FlowMachine sviluppata nei laboratori della Sony dedicata alla comprensione dei successi della musica pop. Infine il progetto MusicNet di apprendimento automatico sulla musica classica dedicato ai grandi compositori del passato. Questo software, sviluppato dall’Università di Washington, serve a comprendere la struttura delle composizioni musicali classiche, ma non solo.

Musicnet può persino anticipare le note di una registrazione, o completare una composizione nel caso si tratti di un brano incompiuto. In una prima fase di apprendimento MusicNet ha analizzato 330 registrazioni di musica classica trascrivendo passaggi e strutture dei brani utilizzando una una tecnica chiamata dynamic time warping. Dopo avere annotato un totale di oltre 1 milione di tag, il processo musicale è stato trasformato in algoritmi che non solo riconoscono, ma sono anche in grado di creare musica sulla base di queste esperienze di ascolto.

Duettare al pianoforte col computer

Google sta giocando un ruolo importante nel settore dell’intelligenza artificiale applicata alla musica. Abbiamo già visto il progetto denominato Magenta, primo tentativo di unire intelligenza artificiale e creatività di cui potete leggere i dettagli nell’articolo. Ma un nuovo esempio di cosa ci aspetta nel futuro lo offre A.I. Duet. Si tratta di un esperimento, sempre sviluppato nei laboratori di Google, che mostra come il computer sia già in grado di rispondere in tempo reale ad una melodia suonata al pianoforte da un musicista.

La pratica del contrappunto è una capacità sviluppata dai compositori nel corso della storia della musica, e consiste nel rispondere a una o più melodie “nota contro nota”. Questa caratteristica che combina più frasi musicali risale al 1400 ed è stata definita in modo definitivo da Bach con l’Arte della Fuga. Facendo un salto in avanti di qualche centinaio di anni in avanti, oggi tutti possono provare qualcosa di simile all’ebrezza del contrappunto duettando al pianoforte con il computer. Basta suonare una melodia qualsiasi utilizzando i tasti della tastiera del computer o collegare un pianoforte via midi con tablet o pc. Cosa risponderà il computer? Il risultato da un punto di vista musicale potrà piacere o meno ma mostra molto bene gli sviluppi futuri dell’intelligenza artificiale anche a livello creativo.

Apprendimento automatico e futuro musica

I ricercatori sostengono che mai prima d’ora era sviluppato un sistema di apprendimento automatico in grado di analizzare in modo così dettagliato delle composizioni musicali. Pur trattandosi di ricerche nell’ambito dell’intelligenza artificiale, il progetto non nega anche delle opportunità artistiche. I compositori a corto di idee, ad esempio, potrebbero trovare in questi algoritmi un valido assistente capace di inventare melodie o di completare brani autonomamente. Gli scienziati sostengono che la capacità di comprensione delle macchine offriranno più poteri all’artista.

Sistemi come MusicNet possono anche semplificare la vita a chi suona. Ad esempio trascrivendo automaticamente in forma di partitura scritta le performance musicali eseguite dal vivo. In questo caso il tasso di errore è solo del 4%. Oltre ad identificare le note la macchina riesce a classificare gli strumenti utilizzati in una registrazione. Appassionati e storici musicali sono affascinati dalle possibilità che il sistema offre nel completamento delle opere del passato. Una prova di questo genere è stata fatta con un pezzo incompiuto di Bach.

Anche i servizi di musica in streaming potrebbero sfruttare la possibilità di classificare i brani musicali in modo così dettagliato per raccomandare brani simili a quelli preferiti. Per orientarsi tra i milioni di brani disponibili in abbonamento, attualmente i sistemi per la ricerca di nuova musica sono basati solo sul filtraggio collaborativo o su metadati che comprendono ad esempio il nome dell’artista e i tag di genere. Siamo solo all’inizio. È inutile negare che l’apprendimento automatico aprirà nuovi orizzonti anche al cervello umano. O almeno così ci auguriamo.