Гуманоїдні роботи вже вміють підбирати предмети, бігати і навіть, хоч і в обмеженій мірі, займатися спортом. Але чи здатні вони опанувати ритм барабанної установки? Завдяки новим дослідженням, тепер це можливо – принаймні, віртуально.
Проєкт під назвою “Robot Drummer” – це гуманоїдний робот-аватар, що демонструє “виразну, високоточну гру на барабанах”, як заявили вчені Міланського політехнічного університету (Politecnico di Milano) у новому дослідженні. Цей вищий навчальний заклад, заснований у 1863 році, є одним із найстаріших та найпрестижніших технічних університетів Італії, відомий своїми інноваційними розробками в галузі інженерії, архітектури та дизайну. Дослідження було завантажено 15 липня до бази даних ArXiv – відкритого репозиторію наукових препринтів, де публікуються ще не рецензовані роботи.
Ця незвичайна концепція виникла спонтанно під час кавової перерви у співавторів Асафа Алі Шахіда та Лоріса Роведи, як вони розповіли виданню Tech Explore. “Ми обговорювали, наскільки гуманоїдні роботи стають все більш здібними до широкого спектру завдань, але рідко залучаються до творчих та виразних галузей”, – зазначив Алі Шахід. “Це порушило цікаве питання: що, якби гуманоїдний робот міг взяти на себе творчу роль, наприклад, виконувати музику? Гра на барабанах здавалася ідеальною межею, оскільки вона ритмічна, фізична і вимагає швидкої координації всіх кінцівок”.
Віртуальний музикант з потенціалом
Важливо розуміти, що Robot Drummer – це не фізичний робот, а симуляція. Вона використовує модель гуманоїдного робота G1 від Unitree – компанії, що відома своїми розробками у сфері робототехніки, зокрема, високоманеврових та стійких роботів. Система Robot Drummer є основою, яку у майбутньому зможе використовувати справжній гуманоїдний робот. Візуалізований у 3D робот G1 грає на барабанній установці, елементи якої позначені різними кольорами.
У відео, опублікованому на YouTube, Robot Drummer відтворює барабанні ритми двох добре відомих пісень. Його виконання “In the End” від Linkin Park – американського рок-гурту, відомого своїм унікальним поєднанням альтернативного року, ню-металу та хіп-хопу, звучить дещо поза ритмом, тоді як його спроба відтворити “Roxanne” від The Police – британського рок-тріо, яке здобуло світову славу завдяки своєму пост-панк та реггі-роковому звучанню, звучить значно злагодженіше з музичним аранжуванням. Можливо, деякі нюанси звучання були навмисно змінені, щоб зробити барабанну партію легшою для сприйняття.
Виклики барабанної майстерності
Навчитися грати на будь-якому музичному інструменті, особливо на барабанах, є значним викликом, зазначають дослідники у своїй роботі. Це багатогранне завдання, що вимагає миттєвого відчуття часу, швидких контактів і поєднаної координації рук та ніг – усе це потрібно підтримувати протягом кількох хвилин.
В основі навчання Robot Drummer лежить метод спроб і помилок, де дослідники застосували навчання з підкріпленням (Reinforcement Learning, RL) – тип машинного навчання штучного інтелекту (ШІ). У цьому процесі програмний агент навчається приймати рішення, взаємодіючи зі своїм середовищем. Агент отримує винагороду або покарання за свої дії за допомогою математичного сигналу, який часто є позитивним числом, що означає правильну дію. Метою є отримання більшої кількості винагород шляхом знаходження оптимальної стратегії. Для Robot Drummer кожна пісня була представлена як ланцюжок точно синхронізованих “контактних подій”, які вказували роботу, які удари по барабанах і в який момент потрібно нанести.
Перспективи творчості роботів
Набуті навички, зауважили дослідники, включали специфічні стратегії гри на барабанах, такі як удари навхрест руками та адаптивні призначення паличок (використання барабанної палички для певного звуку). Це, за словами вчених, продемонструвало потенціал навчання з підкріпленням для роботів у творчих сферах, таких як музика.
Дослідники повідомили, що Robot Drummer пройшов інтенсивні експерименти з понад 30 популярними піснями з жанрів поп, рок, метал та джаз. Цей прогрес відкриває нові горизонти для застосування робототехніки, дозволяючи машини не тільки виконувати технічні завдання, але й занурюватися у світ мистецтва та самовираження.
