人机合作弹奏钢琴在人工智能会议上达到高潮

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一款可以与人类一起弹奏钢琴并实时创作和声伴奏的音乐机器人在 2024 年人类启发人工智能中心 (CHIA) 会议上获得了奖项。
来自剑桥大学工程系仿生机器人实验室 (BIRL) 的剑桥工程博士生王惠江 (Huijiang Wang) 凭借其“和谐机器人”赢得了最佳演示奖。和谐机器人是一种安装在机械臂上的定制拟人手，其“手指”预设为弹奏和弦的姿势。
发表在《IEEE 机器人学报》上的一篇独立研究论文也被接受为获奖论文的一部分。
论文题目为《人机合作弹奏钢琴并基于学习的实时音乐伴奏》，江辉和他的合著者张晓平博士和饭田文也教授介绍了一种协作机器人，该机器人使用机器学习根据人类的钢琴演奏来预测适当的钢琴和弦进行。
实验表明，准确率高达 93%，并且机器人可以学习受流行音乐启发的和弦。
同时，行为自适应控制器实现了无缝时间同步，使得协作机器人能够实时为人类演奏的旋律生成和声伴奏，实际上，人类和机器人都在演奏二重奏。
机器人装置包括通过机械臂垂直移动定制的拟人手，从而能够敲击钢琴键。而单独的水平运动则能够进行和弦切换，从而扩展了机器人在钢琴演奏任务中的表达能力。
王惠江表示：“我们开发了一种音乐机器人，它可以与人类一起弹奏钢琴，实时创作出优美的二重奏。我们的机器人‘聆听’人类弹奏的旋律，并使用机器学习技术预测下一个和弦，确保音乐保持和谐。”
他补充道：“通过使用特殊的控制系统，机器人可以与人类演奏者匹配节奏，使演奏同步。我们还有一个系统可以检查机器人和人类的配合程度，确保高质量的合作。”
未来的工作将包括通过加入更多和弦来增强机器人音乐伴奏的多样性，并增强拟人手的灵活性，使其位置和方向能够进一步适应——非常适合弹奏更广泛的和弦。
饭田教授表示：“随着人工智能的进步，我们现在的目标是将机器人技术的边界拓展到情感感知场景，比如艺术和娱乐表演，这些场景中机器人必须能够捕捉、解读和回应人类的情感暗示。
“开发一种能够管理大量计算资源同时保持和弦预测准确性的即兴演奏算法对于该领域的未来发展也至关重要。”
“我们对 Harmony 机器人的研究推动了软体机器人在创造性和协作性角色中的融合，”Huijian 表示。“通过利用尖端的机器学习和软体机器人技术，我们的目标是在未来实现人机无缝协作，使机器人能够在动态的现实场景中做出自适应反应。”