Apprendimento automatico e intelligenza artificiale nella musica possono svelare i segreti di grandi compositori e canzoni di successo. Ma generatori e algoritmi matematici in futuro potranno sostituire la creatività umana?

Le applicazioni di intelligenza artificiale nella musica stanno facendo passi da gigante. 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. 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 con sistemi di apprendimento automatico, macchine e computer provano a loro volta a creare musica o addirittura a comporre canzoni.

L’intelligenza artificiale nella musica non ha certo l’obiettivo di sostituire i musicisti in carne ed ossa. L’obiettivo degli scienziati è sviluppare sistemi e applicazioni di Ai che possono venire utilizzati anche nei settori industriali della robotica, piuttosto che nella medicina. L’interazione uomo macchina riguarda tutti i settori industriali della produzione di prodotti ma anche di contenuti e servizi e 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 per tutti.

Apprendimento automatico

In futuro sarà una macchina a comporre canzoni di successo? Non stiamo parlando di fantascienza. Quando si parla di intelligenza artificiale, innanzitutto è necessario ridurre le funzioni cognitive tipiche dell’uomo a modelli algoritmici. Il meccanismo si chiama apprendimento automatico ed è alla base di tutti i sistemi della cosiddetta intelligenza artificiale nella musica e in ogni altro campo. 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 rispetto alla scrittura o alle immagini. Il tempo scorre e la durata di ogni singola nota si intreccia con altezza, timbro, dinamica e mille altri parametri. Alla sfida dell’intelligenza artificiale nella musica concorrono le più grandi società al mondo e parte sempre dai principi dell’apprendimento automatico.

Intelligenza artificiale musica pop

FlowMachine è un progetto sviluppato nei laboratori della Sony che cerca di capire il segreto dei successi della musica pop. Il sistema prima ha scansionato circa 13.000 spartiti con melodia e armonia (accordi) di diversi stili e compositori, dalla musica jazz al pop fino alla musica brasiliana. Poi il software è stato programmato per comporre canzoni in modo autonomo con melodie e accordi in ogni stile. Nell’esperimento ha preso parte anche un compositore in carne ed ossa, Benoît Carré, che ha chiesto alla macchina di creare un brano originale prendendo come modello i Beatles. Successivamente la canzone è stata arrangiata e prodotta in studio: il risultato lo si può ascoltare nel video qui sotto.

La canzone vi sembra bella o brutta? Divertente, emozionante o inutile? Giudicatelo voi. Sicuramente Daddy’s Car è la prima canzone creata dall’intelligenza artificiale con la collaborazione umana. Che non si tratti di uno scherzo lo dimostra anche il fatto che il progetto è diventato un album completo proposto in concerto dallo stesso artista. E’ composto da un’ampia varietà di stili e melodie ispirate anche da nomi del calibro di Cole Porter, George Gershwin e Duke Ellington.

Intelligenza artificiale musica classica

Il MusicNet è un software sviluppato dall’Università di Washington per comprendere la struttura delle opere dei grandi compositori del passato che però ha anche una funzione predittiva. Può 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.

Generatore automatico di musica

Magenta di Google è un altro progetto sull’intelligenza artificiale nella musica che sfrutta le tecnologie innovative dei processi di apprendimento automatico già maturate nei servizi di traduzione o riconoscimento vocale, ma anche nei servizi di ricerca e nelle pubblicità, che offrono un prodotto prima ancora che venga richiesto. In questo caso il Google Brain Team cerca di capire se l’Ai ha anche possibilità nel campo della creatività coinvolgendo il maggior numero di artisti, programmatori e creativi con la piattaforma di lavoro comune open source TensorFlow. Lo scopo è creare arte e musica potenzialmente interessanti.

La sfida tocca molti settori che vanno dalla scienza alla matematica fino all’arte e alla creatività. Se l’uomo fin dall’antichità è sempre stato attratto dal rapporto esistente tra i suoni e matematica, Pitagora non poteva certo immaginare che i teoremi servissero a comporre musica. D’altronde come negare che qualsiasi evoluzione anche in abito artistico faccia riferimento a quanto è avvenuto prima? Per ogni buon artista ovviamente non si tratta solo di copiare, ma di sfruttare l’esperienza per creare qualcosa di nuovo. Nel generatore di musica automatico gli algoritimi imparano, per poi cercare di dire la loro. Il risultato lo potete ascoltare qui sotto: certamente funziona a sprazzi ma non riesce ancora a costruire un discorso narrativo che abbia una forma compiuta di una qualche durata nel tempo.

Contrappunto dell’intelligenza artificiale

Oltre a Magenta Google sta alvorando ad altri progetti nell’ambito dell’intelligenza artificiale nella musica. A.I. Duet è un esperimento che mostra come il computer sia già in grado di rispondere in tempo reale ad una melodia suonata al pianoforte da un musicista, come nella pratica del contrappunto musicale. Questa capacità, sviluppata dai compositori nel corso della storia della musica già a partire dal 1400 e poi definita in modo definitivo da Bach con l’Arte della Fuga, consiste nel rispondere a una o più melodie “nota contro nota” combinando più frasi musicali.

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.

Generatore di canone automatico

Ricalca in qualche modo l’idea del contrappunto anche la Web App Autocanonizer sviluppata dal programmatore Paul Lamere. L’idea è partire da una melodia per creare qualcosa di nuovo per sfruttare l’intelligenza artificiale nella musica rifacendosi al passato. Il canone infatti è una forma contrappuntistica classica che su una data melodia crea una o più linee melodiche sovrapposte. Avete presente ‘Fra Martino campanaro’? Beh, il concetto di canone un pò è questo: sovrapponendo alla prima melodia altre melodie sfasate rispetto alla prima, si ottiene un effetto musicale interessante con le note che si intersecano e rincorrono.

Se guardiamo alla musica classica un tipico esempio è il Canone di Pachelbel in D, ma anche Bach, Mozart, Beethoven, Brahms sono stati veri maestri di questo modo di comporre. Il software analizza una qualsiasi la canzone in modo da trovare le parti che suonano meglio tra loro, per poi creare una nuova versione del brano. Attraverso una mappa grafica si possono vedere le varie sezioni di un brano che vengono riprodotte in sovrapposizione al primo flusso audio. Il risultato non sempre è soddisfacente, ma a volte c’è qualcosa di interessante e divertente specie se si pensa che questo canone è fatto da un computer.

Generatore di musica casuale

Musicisti e compositori possono dormire sonni tranquilli: per ora la sfida dell’intelligenza artificiale nella musica non sembra avere grande valenza artistica. Nelle macchine invece tutto è affidato a qualche forma di casualità e probabilità matematica. L’unico genio capace di rovesciare le carte in tavola rivoluzionando il linguaggio artistico o musicale, per ora rimane l’uomo in carne ed ossa. Se invece siete a corto di idee esiste anche un generatore di musica casuale automatico online chiamato sviluppato da Stephen Wolfram,  autore del libro New Kind of Science e del popolare software Mathematica.

Wolfram Tones è un sistema in grado di generare brani originali in diversi stili come rock, classica, jazz. Le musiche composte si possono ascoltare online o salvare gratis sul computer per essere utilizzate come suonerie. La teoria alla base del progetto sfrutta anche in questo caso l’apprendimento automatico. Ma anche senza addentrarsi in questioni scientifiche o di carattere filosofico sul significato di opera d’arte, vi assicuriamo che è quantomeno curioso cliccare sul mouse e rimanere in attesa di ascoltare una musica unica, della quale poi si possono comunque decidere una gran quantità di parametri come tempo, velocità, strumenti da utilizzare e molto altro.

Intelligenza artificiale musica e uomo

Ci sarà un momento in cui Magenta si batterà ad armi pari con Bach, Beatles, John Coltrane e Jimi Hendrix? Comporre canzoni belle o intelligenti ovviamente non è lo scopo dell’intelligenza artificiale nella musica. Gusti musicali a parte, il punto non è sperare che domani siano i computer a fare musica, anche se i ricercatori non negano 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 agli artisti.

I sistemi di intelligenza artificiale nella musica ad esempio possono semplificare la vita ai concertisti, ad esempio trascrivendo automaticamente la partitura di concerti dal vivo con un tasso di errore del 4%, mentre classificando gli strumenti utilizzati in una registrazione l’Ai può completare le opere incompiute del passato. La possibilità di classificare i brani musicali in modo dettagliato consente ai servizi di streaming di raccomandare brani simili a quelli preferiti, oltre a basarsi 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.

Creatività e intelligenza artificiale

La vera discussione riguarda i rapporti futuri tra uomo e intelligenza artificiale nella musica come nell’arte e in ogni altro ambito. C’è un aspetto etico che riguarda i contenuti: può un software comunicare o emozionare? E sulla base di quale messaggi e programmati da chi? Volenti o nolenti tutti ci abitueremo a dialogare e interagire con le macchine sia a livello fisico che virtuale. Ma nel futuro cosa potrà accadere e fino a che punto la tecnologia potrà influenzarci? Sono domande che non riguardano solo musicisti e compositori, ma pongono seri interrogativi anche sul ruolo dell’umanità sulla terra.

Sarebbe un errore pensare che il generatore automatico di musica di Google sia solo un esperimento ambizioso per programmatori e scienziati. Nel campo della pittura un’opera creata dall’algoritmo è stata battuta all’asta di Christie per quasi 500 mila dollari, mentre tutti i giorni facciamo uso dell’intelligenza artificiale quando utilizziamo i motori di ricerca online. Prima apprendono ogni nostra abitudine e poi ci offrono ciò che desideriamo, coadiuvati dai vari assistenti virtuali tipo Siri, Cortana o Alexa. Non suonano ma promettono miracoli: reali o virtuali?