В настоящее время проектная группа VB использует передовые методы нейронных сетей и машинного обучения, чтобы научить компьютер играть на скрипке. Машинное обучение требует огромного массива данных. Классических скрипичных произведений не просто сотни — их тысячи. Каждое исполняется по-своему, и даже одна и та же пьеса в руках разных скрипачей приобретает совершенно разные оттенки: лёгкость, томность, грусть… Но каким бы ни был стиль, по сути это всё — данные. При наличии достаточного объёма данных и вычислительных ресурсов система VB сможет точно регулировать силу нажима смычка, длительность звуков и ритм, достигнув уровня ведущих скрипачей мира.
Чтобы изучить особенности исполнения каждой пьесы, исследовательская группа закупила тысячи скрипичных CD. Кроме того, руководитель проекта профессор Лу Цзиншу и его заместитель, профессор Шэнь Хун, задействовали личные связи и чуть не вывезли всё звуковое наследие консерватории. Параллельно Лу Чжихан и его коллеги написали программу, которая заставила суперкомпьютер непрерывно собирать из интернета видеозаписи скрипичных выступлений. На сегодняшний день команда собрала свыше десяти тысяч записей.
Однако этого всё ещё недостаточно — и уж точно не хватает для реализации главной цели проекта. Исследователи стремятся к тому, чтобы система VB могла исполнять любую нотную партитуру на уровне выдающегося скрипача.
Задача, очевидно, чрезвычайно сложная.
Для её решения нужны колоссальные объёмы данных, на основе которых команда сможет выявить общие закономерности и экстраполировать их на любое скрипичное произведение.
Амбиции команды Violin-β оказались столь масштабными, что Сяо Мэн не могла скрыть своего изумления:
— Требования слишком высокие. Классическая музыка — узкий круг, и количество скрипичных произведений, пригодных для обучения, ограничено.
— Поэтому мы дополнили машинное обучение системой оценки, — ответил Лу Чжихан.
Эта система работает следующим образом: VB многократно исполняет одно и то же произведение, после чего сама оценивает качество каждого исполнения. Как гласит древнее изречение: «Выбирай лучшее и следуй ему, отвергай худшее и исправляй его». Низкий балл указывает на необходимость улучшений, высокий — на возможность усилить уже существующие преимущества. Пройдя через тысячи, а то и десятки тысяч повторений, система находит оптимальный режим игры.
— В шахматах качество стратегии можно определить по результату партии, — возразила Сяо Мэн. — Но как оценить музыку? Насколько мне известно, даже на конкурсах скрипачей жюри часто спорит о том, чьё исполнение лучше. Один и тот же отрывок десять музыкантов исполняют по-разному. У всех разные вкусы и критерии оценки.
— Мы используем математические законы в качестве судей, а не людей, — сказал Лу Чжихан.
Сяо Мэн широко раскрыла глаза:
— Сяо-ши, ты хочешь оценивать игру на скрипке с помощью математических формул?
Лу Чжихан кивнул.
Цюй Вэйтао добавил:
— Да, это идея Лу Чжихана. Он никогда не поддерживал подход, основанный исключительно на машинном обучении. По его мнению, ядро исследования — это математика, скрытая за музыкой.
Машинное обучение строится на статистических данных и опирается на вычислительные мощности современных устройств. Оно может дать хороший результат, но не объясняет, почему именно он хорош. В отличие от такого «туманного» подхода, математический анализ музыки позволяет проводить точные количественные измерения. Скрипка — струнный инструмент, и такие параметры, как тембр, частота и амплитуда, можно выразить через строгие математические законы. Например, соотношение частот двух музыкальных нот 2:3 звучит гораздо приятнее, чем 33:23.
— Но разве это реально? — спросила Сяо Мэн, не веря, что Лу Чжихан не осознаёт всех трудностей. — В скрипичной игре слишком много нюансов: двойные, тройные и четверные аккорды, флажолеты, пиццикато, скачущий штрих, колоффер… Сможет ли обычная математическая формула справиться со всем этим? Даже если подходящие формулы найдутся, выдержит ли компьютер такие вычисления? А механическая рука, как бы быстро она ни реагировала, всё равно имеет физические ограничения!
— В мире нет ничего, что нельзя было бы описать математически, — ответил Лу Чжихан. — Если что-то пока не удаётся описать, значит, формулы ещё недостаточно совершенны или вычислительные мощности ещё недостаточны.
Такое смелое заявление поразило Сяо Мэн, но в то же время вызвало в ней волнение.
— У человека есть пределы, а величие компьютера в том, что он может их преодолеть. Математические формулы в системе оценки не обязаны быть абсолютно точными или отражать истину. Им достаточно превосходить оценочные способности большинства скрипачей.
— …Понимаю, — медленно произнесла Сяо Мэн, переваривая слова «бога». — Кажется, я припоминаю: один математик сказал: «Музыка — это бессознательные вычисления души».
— Лейбниц, — уточнил Лу Чжихан.
— А?.. — Сяо Мэн смутилась от своей забывчивости и улыбнулась.
— Проблемы нужно решать по одной, — вмешался Цюй Вэйтао. — Сейчас главное — преодолеть трудности в машинном обучении.
— Да… — Сяо Мэн задумалась. — Вы пробовали привлечь скрипачей к сотрудничеству?
— Пробовали, но безуспешно, — ответил Цюй Вэйтао.
Команда связывалась с известными скрипачами Национального симфонического оркестра, приглашая их участвовать в исследованиях. Однако у большинства признанных артистов классической музыки характер оставляет желать лучшего. Они считают классическую музыку высоким искусством, а скрипичную игру — его сутью. Услышав, что кто-то пытается создать механическую руку, способную играть на скрипке, они не назвали это кощунством, но явно почувствовали себя оскорблёнными. Как может машина имитировать искусство? Поэтому мотивация поддерживать эксперименты кафедры информатики у них была крайне низкой — отговаривались при первой же возможности.
— А после прошлогоднего инцидента с Лу Ицзэ даже те, кто имеет хоть какую-то известность, теперь избегают подобных проектов, — добавил Цюй Вэйтао.
Сяо Мэн промолчала. В прошлом году Лу Ицзэ сыграл вничью с роботом-пианистом, и это вызвало большой резонанс. Интернет-пользователи писали: «После шахмат человек проиграл машине и в музыке». Музыканты почувствовали себя униженными.
— Но без участия опытного скрипача команда всё равно не обойдётся. Не думали ли вы нанять педагога?
Глаза Цюй Вэйтао загорелись, будто он впервые услышал эту идею:
— Педагога? Какого именно?
— Представьте, что Violin-β — это ученик, — пояснила Сяо Мэн. — Найдите учителя скрипки, который мог бы давать ему советы. Я знаю нескольких педагогов с богатым опытом, работающих в музыкальных школах. Они уже в возрасте, доброжелательны, не обладают выдающимися исполнительскими способностями, но отлично разбираются в обучении. Они видели самых разных учеников, умеют точно видеть проблемы и легко идут на контакт…
Такие педагоги, к тому же, стоят недорого, подумала Сяо Мэн, — вполне по карману проектной группе VB.
— Отличная идея! — воскликнул Цюй Вэйтао. — Мы всё это время думали только о знаменитостях. Похоже, мы пошли неверным путём.
Это было понятно. Из предыдущих разговоров Сяо Мэн знала, что в группе VB, помимо Шэнь Хуна, всего восемь человек, включая двух студентов — Лу Чжихана и Цюй Вэйтао. В такой небольшой команде иногда неизбежны упущения.
Сяо Мэн уточнила:
— У меня есть подруга, отлично играющая на скрипке. У неё широкие связи в скрипичном сообществе, и она знает нескольких таких педагогов. Если вам нужно, я могу узнать, кто из них готов работать с новыми технологиями?
Лу Чжихан внимательно посмотрел на неё и кивнул.
— Благодарю.
После ухода Сяо Мэн атмосфера в лаборатории, согретая присутствием девушки, сразу похолодела.
— Эта первокурсница действительно впечатляет, — сказал Цюй Вэйтао. — У неё необычайная проницательность, совсем не похожа на обычную студентку первого курса. Ты правильно сделал, что привёл её сюда.
— Да, она отлично разбирается в скрипке, — согласился Лу Чжихан, подходя к своему рабочему месту и открывая интерфейс программирования Violin-β.
У него могли быть трудности в общении, но это вовсе не означало отсутствия суждения. Разговор в книжном магазине о скрипке убедил его, что Сяо Мэн знает об игре на этом инструменте больше, чем большинство людей. Вспомнив изречение «Среди любых трёх людей обязательно найдётся мой учитель», он пригласил её в лабораторию. И не ошибся.
— Нам действительно не хватает девушек в лаборатории, — продолжал Цюй Вэйтао. — Даже воздух стал лучше. Жаль, что в нашем факультете так мало девушек, да и те редко отличаются способностями… Но Сяо Мэн явно талантлива. Если бы она училась не на первом, а на третьем курсе, я бы точно попросил профессора Шэня взять её к нам.
Лу Чжихан, поправляя код, спросил старшего товарища:
— Талантлива? В чём именно?
В исследовательской группе лаборатории интеллектуальных технологий, помимо Шэнь Хуна, было ещё шестеро: двое постдоков, двое аспирантов и два студента — Цюй Вэйтао и Лу Чжихан. Все они были отобраны за выдающиеся профессиональные навыки. Лу Чжихан присоединился к проекту Violin-β сразу после участия в международной студенческой олимпиаде по программированию ACM. Поскольку все в команде были трудоголиками и «технарями», атмосфера была дружелюбной, и Лу Чжихан отлично ладил со всеми, даже позволял себе шутить.
— Да она просто одарённая! — воскликнул Цюй Вэйтао. — Быстро соображает, гибко мыслит. Не каждый способен поспевать за нашим темпом. Но главное — у неё живой интерес к неизведанному.
— К неизведанному… — Лу Чжихан на мгновение замер, вспомнив сияющие глаза и открытую улыбку Сяо Мэн, и задумчиво кивнул, нажав клавишу запуска.
Ошибка была исправлена, компьютер начал заново анализировать данные скрипичных исполнений. Пока шёл расчёт, Лу Чжихан достал из рюкзака книгу «Путь близнецов к академическим вершинам» — решил полистать в перерыве.
Но не успел открыть, как её перехватили.
— Что это за книга? — спросил один из аспирантов проекта, Ни Хайян, разглядывая обложку, но не заглядывая внутрь.
— Её написала первокурсница с нашего факультета, — спокойно ответил Лу Чжихан.
— Сейчас такие книги пишут первокурсники? Обложка просто шикарная… Девушка кажется знакомой.
— Три недели назад она слушала твой доклад об R на собрании клуба искусственного интеллекта.
— А, точно! — Ни Хайян почесал подбородок. — Та, что тебя фотографировала?
— Меня фотографировала её подруга, не она.
— Ты ею интересуешься? — Ни Хайян посмотрел на него с азартом первооткрывателя.
Лу Чжихан не ответил. Он забрал книгу и начал читать.
Сяо Мэн действительно была особенной — настолько, что даже он, обычно безразличный к окружающим из-за своего аспергерского синдрома, после первой встречи с ней почувствовал странное любопытство. Он не мог точно объяснить, чем она выделялась, но точно знал: ему не неприятно её видеть.
А когда он узнал, что Сяо Мэн — близнец, это любопытство достигло пика. Поэтому сегодня он без колебаний купил книгу сестёр.
Как и говорила Сяо Мэн, книга написана в основном Сяо Вэй от лица старшей сестры — лёгкая, живая и очень плавная.
Лу Чжихан вспомнил две свои встречи с Сяо Вэй.
Впервые он увидел её в супермаркете: выполняя поручение матери, он неохотно зашёл за покупками и заметил девушку, выглядевшую в точности как Сяо Мэн, гулявшую с подругой. Он, естественно, решил, что это Сяо Мэн, и дважды на неё взглянул, ожидая, что она сама с ним поздоровается. Но реакции не последовало.
Вторая встреча произошла совсем недавно — после ужина с матерью в японском ресторане он случайно столкнулся с обеими сёстрами. Когда он видел их по отдельности, различия были почти незаметны, но стоя рядом, плечом к плечу, они выглядели совершенно по-разному: разные причёски, одежда — и вдруг стало легко их отличить.
http://bllate.org/book/5346/528698
Готово:
