DarwinTunes

24 июня 2012

Возвращаясь к теме генеративного искусства, намедни свои первые научные результаты представил проект DarwinTunes, созданный и ведомый доктором Робертом МакКаллумом и профессором Армандом Лероем, оба из Имперского колледжа Лондона. Проект был создан в качестве эксперимента по исследованию генетический и эволюционный алгоритмов, но интересен он хотя бы тем, что к нему удалось привлечь внимание и людей вне академической среды за понятную и эффектную игровую интерпретацию. Насколько я полагаю, на самом деле цель проекта не развлекательная, это все часть большого исследования на тему эффективности генетических алгоритмов и использованию их в в быту. А может быть и нет. На самом деле неважно, поскольку дело наше в вами малое.

Цель проекта довольно помпезная: проверить, насколько возможно использование техник, сходных с процессами эволюции, для сочинения музыки без задействования человека-дирижера. Иными словами, возможно ли сочинять приятную музыку без композиторов. Для участников проекта (а их собралось не так уж и мало) все выглядело следующим образом: предлагалось прослушать несколько сэмплов музыки и оценить их по пятибальной шкале. Сэмплы-паттерны представляли собой закольцованные восьмисекундные лупы, сгенерированные машинами. Через некоторое время машины с учетом всех этих баллов долго думали и рожали новую мелодию. И процесс повторялся опять. Это как все выглядело с точки зрения рядового участника проекта.

Внутри все устроено следующим образом: некоторый алгоритм порождает древовидные геномы, каждый из которых определяет программу на некотором DSL, реализованном на Perl. Эта программа порождает бесконечную зацикленную полифоническую последовательность звуков с заранее заданными постоянными темпом и ритмом, определяет положение нот, инструментарий и особенности воспроизведения. Важным является то, что на вход алгоритма не подается никакой мелодии или ритма, сочиненного человеком, то есть его влияние отсекается на самом старте запуска всего цикла выполнения. Человек программирует только стартовое поведение системы, после ее запуска можно, образно выражаясь, идти пить пиво, возможностей полноценное вмешаться в ее работу у создателя нет. Зато есть у остальных участников процесса: система порождает 100 геномов, собирает с них музыку и выставляет на всеобщий обзор. Люди слушают и оценивают лупы по 5 бальной шкале, от “крутоты” до “даже дослушать не смог”. Статистика собирается, и как только ее накопится достаточно число, определяется некоторое число геномов-счастливчиков, которым будет позволено скрещиваться и воспроизводить потомство (в более скучные темы боюсь углубляться). Это поколение и предыдущие выжившие потом оценивают точно так же. Периодически, по пассивному запросу создателей, поколение генерирует некоторый музыкальный отчет, в который (необязательно) для большей приятственности добавляются некоторые саунд-эффекты, не влияющие на, собственно, музыку. Просто чтобы все это добро можно было вытерпеть.

Некоторые контрольные точки можно послушать прямо вот здесь (музыка имеет достаточно примитивный саунд, но это все для упрощения реализации).

Отчет, кстати, вышел неожиданно интересным для научной работы, читается местами как детектив или мемуары без пресыщенности научными терминами, поэтому его можно даже, пожалуй, порекомендовать к чтению вообще всем, а не только заинтересованным. Если какие-то слова непонятны, просто выпускайте их из рассмотрения, как правило, на общем понимании это не скажется. Забавно, например, что изначально ударные или бит даже не предполагались, но были выработаны сами собой в процессе эволюции.

Выводы из исследования следующие: оказывает для того, чтобы получить приятную мелодию, много времени не нужно. Эволюционный подход показывает, что скорость роста среднего значения оценки, взрывная в самом начале, после перехода некоторого критического значения становится практически никакой (судя по графику, там зависимость, близкая к логарифмической). То есть добраться до неотталкивающих мелодий довольно легко, а вот попасть выше куда сложнее. Даже корректировки в математической модели не дали исследователям увеличить эту оценку. Это основной вывод, остальные строятся вокруг него. Боб и Арманд объясняют это традициями западной музыкальной культуры и недетрминированностью субъективной оценки, зависящей многими путями от вообще всего. Про традиции западной музыкальной культуры имеется в виду, что многие музыкальные паттерны используются настолько повсеместно, что отказ от них уже не представляется возможным.

Иными словами, мы все с вами далеко не такие умные, какими хотим казаться себе или хотя бы окружающим: приятную для нас музыку уже вполне можно писать с помощью автоматики и лайков, что, конечно, бьет по самолюбию. С другой стороны, эта попытка использования генеративного искусства никоим образом не поколебала моей твердой уверенности в том, что эти самые генеративные методы не годны для создания совершенно нового результата и качественной революции произвести не могут в принципе.

Но команде DarwinTunes все равно невероятное уважение.