Поздравления с запоздалым днем ​​рождения, И. С. Бах. Чтобы отпраздновать это событие, Google выпустил «каракули», который использует искусственный интеллект (ИИ) для гармонизации хорала Баха, если вы сначала укажете мелодию. Хоть я и хотел бы дать хорошо проработанный обзор искусственного интеллекта Баха в Google, это потребует времени. И день рождения Баха был ... ну, вчера, и я не хочу быть на вечеринке позже, чем я уже есть.

Поскольку у меня есть докторская степень по теории музыки и в настоящее время я работаю научным сотрудником в области машинного обучения и искусственного интеллекта, несколько человек спросили мои мысли, и вот они.

Хоралы Баха занимают особое место в теории музыки. Их часто держат на пьедестале для того, как должна выглядеть гармония хорошей, подчиняющейся правилам, западной, классической (то есть обыденной тональности) музыкальной гармонии. Фактически, гармонизация мелодий и басовых партий в стиле хоралов Баха была частью моих занятий по теории музыки, начиная с тестов на первом курсе бакалавриата и заканчивая диагностическим экзаменом на степень доктора философии, который необходимо сдать перед написанием диссертации. Мои студенты-теоретики также испытали, насколько недружелюбно гармонизация хорала Баха сказывалась на долговечности ластиков для карандашей.

По этим причинам мы (теоретики) знаем «плохую» гармонизацию, когда видим ее. Параллельно пятая? Бах убивает котенка (так называлась ранняя популярная группа в Facebook примерно в 2007 году). Дополненная секунда? Как ты смеешь. Пересечение голоса? Невоспевая. Этот список можно продолжить.

Моя музыкальная теория в социальных сетях быстро указала на множество (много, много, много) ошибок гармонии в написании частей в хоралах, созданных ИИ. На первый взгляд, я не мог не заметить ошибок - ошибок, которых можно было бы легко избежать даже тем, кто обладал лишь базовыми теоретическими знаниями. И, возможно, я немного завидовал тому, что машинному обучению и музыке уделяется столько внимания, и, конечно, я мог бы сделать это намного лучше. Но я изо всех сил пытаюсь заставить работать искусственный интеллект первого вида ...

Когда я подумал о своих собственных трудностях с созданием более простой музыки с использованием ИИ, я понял, что «каракули» от Google неплохие. Конечно, если бы это был студент, изучающий теорию музыки второкурсников, они бы потерпели неудачу, но мы говорим о компьютере.

У меня есть письменный код, создающий перворазрядный контрапункт. Код в основном представляет собой длинный список правил и эвристик, которые гарантируют двухголосную гармонию, не нарушающую никаких правил. Такой подход не очень музыкален, хотя это хорошее упражнение для применения музыкальных правил к коду.

Невозможно по-настоящему выразить себя, стиль, красоту и т. Д. В простом следовании набору правил. Надеюсь, даже мы, теоретики, не думаем, что правила - это все и вся. Я сомневаюсь, что какой-либо композитор решил просто избежать нецензурного (параллельные квинты и т. Д.) И закончить. Это не значит, что правила не важны, но композитор с обычной тональностью должен иметь достаточно хорошее владение стилем, чтобы правила следовали инстинктивно, а акцент был сделан на выражении музыкальной идеи (которая просто следует правилам ).

ИИ Баха от Google - это попытка, противоположная системе, основанной на правилах. Мозг, стоящий за ИИ, - это искусственная глубокая нейронная сеть. Не буду вдаваться в подробности (опять же, я уже опаздываю на вечеринку), но вы можете прочитать о работе Google с искусственным интеллектом и музыкой в ​​их Magenta project.

Основы глубокого обучения таковы: ввод данных в нейронную сеть (например, один такт мелодии); данные проходят через «нейроны», которые случайным образом присваивают веса различным параметрам в данных; сеть случайным образом угадывает метку (например, какую ноту гармонии следует дать входной мелодии).

Вот ключ: в зависимости от того, было ли предположение сети правильным или неправильным (и на сколько), случайные веса корректируются. Эти корректировки - называемые обратным распространением - происходят тысячи или даже миллионы раз с большим количеством различных данных (например, со всеми хоралами Баха, которые на самом деле представляют собой чрезвычайно маленький набор данных для глубокого обучения).

Обратное распространение - это «обучающая» часть машинного обучения. В нашей гипотетической сети, описанной выше, если вы протестируете ее с оригинальной мелодией, вам будет предоставлен случайный набор нот и пауз. И под случайностью я имею в виду 128-сторонний бросок кубика, по одной стороне для каждой из 128 нот midi. По мере того, как сеть обучается (видит больше данных и подвергается большему обратному распространению), результирующие гармонии начинают выходить в нормальный диапазон клавиатуры. Еще позже в результирующих гармониях может появиться какой-то музыкальный смысл.

Думайте об ИИ как об ученике. Вместо того, чтобы учить его правилам, вы просто заставляете его «слушать» хоралы Баха тысячи раз и имитировать его. Во многом это своего рода музыкальная педагогика. Студент-ИИ учится через литературу о гармонии.

Различие между нами, теоретиками «башни из слоновой кости» и «каракулями» Google состоит в том, что у нас больший мозг и, что, возможно, более важно, мы слушаем тональную музыку уже много лет. И я не уверен, многие ли из нас избежали бы всех гармонических ошибок при прослушивании хоралов без полезного списка правил.

Меня как исследователя больше всего интересует, почему ИИ принимает решения. Приложив много усилий, мы можем заглянуть в слои нейронной сети, чтобы увидеть процессы принятия решений и сравнить их с нашими. Когда мы поймем, как машины сочиняют музыку, мы сможем больше узнать о нашем собственном сознании и, возможно, найдем новые способы думать о музыкальных решениях.

В своей книге Страна чудес: как игра создала современный мир Стивен Джонсон демонстрирует убедительные связи между музыкальными машинами, которые «играют сами с собой», и некоторыми из самых замечательных технологических изобретений, которые сформировали мир вокруг нас. Возможно, музыкальный ИИ поможет нам изобретать новые технологические вехи.

Так что пусть маленький «каракули» продолжает тренироваться. Я уверен, что это только начало.

P.S. Google познакомил тысячи людей с хоралами Баха и даже позволил им попробовать сочинять. Не будем их всех отпугивать.