طرح جینی هوش مصنوعی که مهارت نواختن شما را تشخیص می دهد
با کمک هوش مصنوعی وانمود کنید که یک هنرمند پیانو هستید، از آن لذت ببرید. از کلیدهای 1 تا 8 در کیبورد خود استفاده کنید یا دکمه های رنگی را برای نواختن یک پیانوی کامل 88 کلیدی لمس کنید. هرچه بیشتر وانمود کنید که یک نوازنده واقعی هستید، هوش مصنوعی موسیقی شما را بهتر می کند.
هنگام نواختن، زمان نت‌ها را تعیین می‌کنید و روی «شکل» ملودی کنترل دارید: این که آیا باید در گام به بالا یا پایین حرکت کند، و به چه میزان. Piano Genie AI با انتخاب کلیدهای پیانو به شما کمک می کند تا صدای شما را بیشتر شبیه یک نوازنده حرفه ای کند.
Piano Genie بدون کدنویسی در قوانین نظری در مورد هارمونی یا ترکیب برنامه ریزی شده بود. هوش مصنوعی آن بر اساس یک شبکه عصبی است که با 1400 اجرا از مسابقات الکترونیکی پیانو بین المللی آموزش دیده است . می توان گفت که از طریق این آموزش به تنهایی و به عنوان مثال یاد گرفت که موسیقی پیانو چگونه باید باشد.
چگونه کار می کند
شبکه های عصبی سیستم های هوش مصنوعی هستند که از مغزهای بیولوژیکی الهام گرفته شده اند. مشابه نحوه عملکرد گروه‌های نورون، ورودی (مثلاً سیگنال‌های سیستم عصبی) را می‌گیرند و خروجی مناسبی تولید می‌کنند (مثلاً یک پاسخ عضلانی را فعال می‌کنند). شبکه یاد می‌گیرد که از طریق یک فرآیند آموزشی پاسخ‌های «هوشمندانه» بدهد: نمونه‌های زیادی از ورودی‌ها را دریافت می‌کند، عملکرد آن در هر یک ارزیابی می‌شود، و سپس بازخورد داده می‌شود تا در طول زمان بهبود یابد.
برای مدت طولانی، اکثر سیستم‌های هوش مصنوعی از برنامه‌نویس می‌خواستند که دقیقاً نحوه انجام یک کار را برای رایانه شرح دهد. از سوی دیگر، شبکه‌های عصبی معمولاً برای کارهایی استفاده می‌شوند که توصیف فرآیند تصمیم‌گیری به دلیل پیچیدگی آن ممکن نیست. آنها برای کارهای بسیار متنوعی مانند تشخیص تصویر و صدا، بازی کردن، تولید داروها و واکسن ها، رانندگی اتومبیل یا حتی ایجاد موسیقی استفاده می شوند.
هوش مصنوعی Piano Genie ابتدا با ایجاد دو شبکه عصبی مجزا ساخته شد: رمزگذار و رمزگشا. رمزگذار یک ملودی (توالی از نت ها) را که به عنوان اعداد 1-88 (کلیدهای پیانو) نشان داده شده است را به عنوان ورودی دریافت می کند و دنباله ای با همان طول اما تنها با استفاده از اعداد 1 تا 8 تولید می کند. گرفتن این سکانس ساده و خروجی ملودی که بار دیگر از 88 نت متفاوتی که یک پیانو می تواند تولید کند استفاده می کند. با اتصال رمزگذار و رمزگشا به یکدیگر ملودی از نوعی قیف عبور می کند.
البته همیشه امکان بازیابی کامل ملودی اصلی پس از عبور از رمزگذار و رمزگشا وجود ندارد. با یک پیانوی کامل، هر نت یک ملودی می تواند هر یک از 88 آوای موجود باشد. هنگامی که نت های یک ملودی تنها با استفاده از 8 علامت رمزگذاری می شوند، به این معنی است که پس از هر نت تنها هشت راه ممکن برای ادامه وجود دارد. ما می توانیم آن را به چیزی که امیدواریم شبیه به نظر برسد، رمزگشایی کنیم، اما احتمالاً یکسان نخواهد بود.
راه منحصر به فردی برای رمزگذاری نت ها با استفاده از 8 مقدار مختلف وجود ندارد تا بعدا بتوان آنها را رمزگشایی کرد و سازندگان Piano Genie نمی دانستند کدام یک بهترین است. این نقش هوش مصنوعی است: با آموزش آنها، شبکه های عصبی می توانند بهترین راه را برای انجام این تبدیل پیدا کنند.
هر دو شبکه رمزگذار و رمزگشا در Piano Genie با استفاده از 1400 اجرای پیانوی ذکر شده به طور همزمان آموزش داده شدند. شبکه‌ها با مشاهده میزان تطابق خروجی رمزگشا با ملودی اصلی ارزیابی شدند. رمزگذار همچنین بر اساس شباهت “شکل” دنباله 8 نت به اصلی ارزیابی شد (به عنوان مثال، اگر نت‌های ملودی بالا و سپس پایین می‌رفتند، اعداد دنباله کدگذاری شده باید بالا و سپس پایین بروند. همچنین).
هنگامی که رمزگذار و رمزگشا یاد گرفتند که هر دو کار را به اندازه کافی انجام دهند، نویسندگان Piano Genie رمزگشا را (به تنهایی) گرفتند و ورودی آن را به 8 دکمه رنگی روی صفحه متصل کردند. هنگامی که روی کیبورد Piano Genie می نوازید، رسیور دنباله فشار کلید شما را دریافت می کند و سعی می کند آن را به ملودی پیانو رمزگشایی کند. شبکه رمزگشا در حال تلاش برای بازسازی بداهه نوازی پیانو است که در واقع هرگز انجام نشده است.
چرا کار می کند
ما هر ترکیب ممکنی از نت های پیانو را موسیقایی نمی دانیم، همانطور که هر ترکیب تصادفی حروف یک جمله نیست. موسیقی دارای ساختار است: از الگوها، مقیاس ها، موتیف ها پیروی می کند. هنگامی که رمزگذار و رمزگشا آموزش می بینند، با یافتن ساختار و الگوهای مشترک در مثال هایی که به آنها می دهیم، یاد می گیرند که چگونه موسیقی را فشرده کنند (یعنی آن را با استفاده از مقدار کمتری از نمادها بیان کنند). آنها با سکانس های جذاب موسیقی کار می کنند و سکانس های دلخواه را نادیده می گیرند.
هنگامی که شبکه عصبی رمزگشا به 8 دکمه Piano Genie متصل می‌شود، توالی‌های نت‌هایی تولید می‌کند که ساختاری را با آهنگ‌هایی که در آنها آموزش داده شده است، به اشتراک می‌گذارد.
آزمایش بیشتر
دکمه تنظیمات را در Piano Genie بررسی کنید. گزینه هایی برای استفاده از ابزارهای MIDI برای ورودی یا خروجی پیدا خواهید کرد. همچنین گزینه ای برای استفاده از کیت Makey Makey برای نواختن پیانو با استفاده از اشیاء روزمره وجود دارد .
گروه راک The Flaming Lips در برنامه های زنده خود از Piano Genie برای نواختن پیانو با لمس میوه در یک کاسه استفاده کرد.
