Khi nghệ nhân làm đàn gặp trí tuệ nhân tạo
Làm thế nào để dự đoán được âm thanh tạo ra từ những miếng gỗ được cắt gọt và tạo thành một cây đàn violin? Hình dạng nào là hoàn hảo và có khả năng đem lại âm thanh đẹp nhất cho cây đàn?Hiện trí tuệ nhân có thể đưa ra câu trả lời.
Đó là những kết luận mà các nhà nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm Âm học của trường đại học Bách khoa Milano trong một nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Scientific Reports 1.
Trong bài báo “A Data-Driven Approach to Violinmaking” (Một cách tiếp cận định hướng bằng dữ liệu cho người làm đàn), nhà vật lý người Chile và thợ làm đàn Sebastian Gonzalez (nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ) cùng nghệ sĩ mandolin chuyên nghiệp Davide Salvi (nghiên cứu sinh) cho thấy một mạng thần kinh đơn giản và hiệu quả có khả năng dự đoán hành xử dao động của các tấm gỗ làm đàn violin. Dự đoán này thu được từ môt bộ tham số về mặt hình học và cơ học của miếng gỗ làm đàn.
Năng lực dự đoán âm thanh của một thiết kế đàn violin, có thể thực sự là vật thay đổi cuộc chơi với những người thợ làm đàn, vì không chỉ sẽ giúp họ làm đàn tốt hơn một “bậc thầy” mà sẽ còn giúp họ khám phá tiềm năng của những vật liệu và thiết kế mới. Nghiên cứu này cho phép chúng ta tiến những bước đầu tiên theo hướng này, chứng tỏ cách trí tuệ nhân tạo, mô phỏng vật lý và nghệ nhân có thể cùng nhau hợp lực để rọi ánh sáng mới vào nghệ thuật làm đàn violin.
Các cây đàn violin là những vật thể vô cùng phức tạp, hình học của chúng được xác định bằng chính đường viền ngoài của chúng, đường cong dọc theo các mặt cắt ngang và dọc của chúng. Yếu tố khơi gợi cho các nhà nghiên cứu thực hiện nghiên cứu này bắt nguồn từ một bức vẽ lịch sử tại Museo del Violino ở Cremona. Các nhà nghiên cứu Politecnico di Milano đã phát triển một mô hình miêu tả dduowwngf viền ngoài của cây đàn violin như sự liên kết của các đường cong của chính đường tròn. Nhờ có sự tái hiện này và mô hình hiệu quả về đường cong của lưng đàn, trên cơ sở cây đàn nổi tiếng “Messiah” của Stradivarius, các nhà nghiên cứu đã có khả năng vẽ ra một lưng đàn violin như một hàm với 35 tham số.
Bằng việc thay đổi một cách ngẫu nhiên nhiều tham số, như những bán kính và vị trí trung tâm của các đường tròn, đường cong, độ dày, các đặc điểm cơ học của gỗ…, họ đã xây dựng được một bộ dữ liệu về các cây đàn violin, vốn bao gồm những hình dạng rất đơn giản cho những người sử dụng chúng để làm đàn nhưng được thiết kế theo cách chưa từng thấy trước đây. Rất nhiều hình dạng của thông số đầu vào đã được đưa vào mạng thần kinh này.
Các công cụ tiên tiến cho mô hình hóa những rung động đã được sử dụng để đặc tính hóa hành xử về âm học của mỗi cây đàn trong bộ dữ liệu.
Bước tiếp theo là để hiểu nếu một mạng thần kinh thông thường có khả năng dự đoán được hành xử âm học của một lưng đàn violin, bắt đầu từ các tham số của chúng không? Câu trả lời đưa ra tích cực với độ chính xác tới 98%, vượt quá bất kỳ mong đợi nào.
Công trình này đưa ra một công cụ đổi mới sáng tạo và hứa hẹn trong tầm tay của những người thợ làm đàn Cremona và trong sự mong đợi của cộng đồng quốc tế. Bằng việc sử dụng một mạng thần kinh, nó sẽ cho phép các nghệ nhân làm đàn dự đoán được cách một miếng gỗ có khả năng chế tạo nhạc cụ sẽ tạo ra âm thanh như thế nào, một khi được chạm khắc thành lưng đàn. Nhưng ngoài ra, nó còn có thể hữu dụng để thiết kế cho hai cây đàn violin có hành xử âm học trùng khít nhau, ngay cả khi được làm từ những miếng gỗ khác biệt. Trong tương lai, nghiên cứu này sẽ cho phép chúng ta lựa chọn những loại gỗ tốt nhất để làm một cây đàn cụ thể, điều mà ngày nay vẫn chỉ thuần túy dựa trên những quyết định về mặt thẩm mĩ.
Tô Vân tổng hợp
Nguồn: https://techxplore.com/news/2021-05-violinmaking-artificial-intelligence.html
https://www.zmescience.com/science/news-science/violin-ai-design-08062021/
—————————-
1. https://www.nature.com/articles/s41598-021-88931-z
