Творческий протез

Джил Вайнберг научил роботов-музыкантов импровизировать, придумал устройство, позволяющее барабанщикам без руки играть лучше своих коллег, и даже нашел способ воскресить ушедших от нас звезд джаза. "Огонек" встретился с изобретателем

Сергей Мельников

На вид Джейсон Барнс — типичный молодой рокер: носит кепку набекрень и серьги в ушах, имеет ухоженную бородку, торс покрыт татуировками. Когда этот 24-летний барабанщик из США протягивает для приветствия механическую руку, кажется, что это — очередной модный аксессуар, но Джейсон поясняет:

— Это протез. У меня ампутирована правая рука ниже локтя.

Два года назад Джейсон Барнс прочищал вентиляционные отверстия на крыше и получил удар током оглушительной силы. После хирургического вмешательства оказалось, что Барнсу придется проститься со своим главным хобби — игрой на барабанах. Врачи развели руками, тогда барабанщик описал свою ситуацию Джилу Вайнбергу, директору Центра музыкальных технологий в Технологическом институте Джорджии (Georgia Tech). Поразмыслив, Вайнберг решился помочь Барнсу, и теперь барабанщик вновь за ударной установкой. Он играет на инструменте с помощью эксклюзивного роботизированного протеза, разработанного в Центре музыкальных технологий.

Протез включает в себя два элемента: первый покрывает мышцы плеча и реагирует на их сокращения, а второй прикрепляется вместо отсутствующего предплечья. В него вмонтированы две барабанные палочки: первую из них контролирует сам Барнс, а вторая работает автономно и творчески реагирует на окружающие звуки.

— В протез Джейсона внедрен компьютерный чип, который фактически "слушает" музыку и импровизирует в ответ,— объясняет "Огоньку" 47-летний изобретатель Джил Вайнберг, приветливый человек с настолько пристальным взглядом, что невольно задаешься вопросом, а не принадлежит ли он сам к человекоподобным машинам.— Мой интерес — не просто в том, чтобы вернуть Джейсону способность играть на барабанах, но и в том, чтобы сделать его игру более совершенной.

После игры на ударной установке Барнс берет в левую руку отвертку и открепляет элемент протеза с барабанными палочками. Вместо него приделывается та самая рука "киборга", которую он подает при приветствии.

— Во взаимодействии автоматической палочки с теми двумя палочками, которые контролирует Джейсон, получаются довольно интересные импровизации,— говорит Джил Вайнберг.— Главное преимущество палочки-автомата в том, что она может наносить удары с частотой, недоступной ни Джейсону, ни любому другому человеку-барабанщику.

У Барнса есть и второй вариант протеза — с одной палочкой, движения которой он полностью контролирует. С этим протезом он играет на концертах заученные композиции. Но профессора Вайнберга это не очень интересует. Создание роботизированного протеза для музыкантов — всего лишь очередной этап творческой эволюции изобретателя с мировым именем.

Овладеть пау-вау

Не так давно в беседе с корреспондентом "Огонька" главный "евангелист" (специалист по продвижению новых продуктов) компании PayPal Джонатан Леблан отметил, что появление новой технологии "рождает массу новых специалистов, которые ее обслуживают", но за дальнейшее развитие и внедрение технологии продолжает отвечать тот, кто ее создал. Джил Вайнберг вполне вписывается в эту закономерность.

До 21 года уроженец Иерусалима был лириком, а не физиком — он буквально болел музыкой, а наука и техника интересовали Вайнберга постольку поскольку. С семи лет будущего изобретателя роботов обучали игре на фортепиано. Учителя в основном следили за положением рук и тела мальчика и за тем, как он усваивает технику и теорию. Импровизировать строго запрещали.

— Это меня очень стесняло,— признается Вайнберг.— С самого детства я ощущал, что свободные проявления творчества важнее техники.

Став бакалавром музыковедения, Вайнберг перебрался в США, где окончил магистратуру и получил PhD. Его местом дислокации стала знаменитая междисциплинарная лаборатория Массачусетского технологического института (MIT Media Lab), где была изобретена суперскоростная фотосъемка, технология электронной бумаги для "ридеров" и многое другое. Еще на студенческой скамье Вайнберг увлекся сочинением музыки при помощи ПК, разрабатывал программы, способные отвечать импровизацией на игру живого музыканта. Параллельно он изобретал музыкальные инструменты для тех, кто делает первые шаги в музыке, но хотелось чего-то большего.

— Робототехникой я заинтересовался по двум причинам,— рассказывает Джил Вайнберг.— Когда вы играете на музыкальных инструментах при помощи компьютерных программ, звук исходит из колонок и получается ненатуральным — мне это не нравилось. Также я думал о том, что человеку-музыканту будет проще играть с роботом, чем с компьютером, поскольку у первого есть аналоги органов чувств. Так, мой первый робот Хейли, созданный в 2005 году, имел слух.

Железный Хейли с деревянной "кожей" стал первым в истории роботом-музыкантом, способным к импровизации и взаимодействию с человеком. Вайнберг со товарищи обучил его игре на индейском барабане пау-вау. По технологии напротив Хейли должен сидеть напарник и несколько секунд отстукивать ритм. В ответ робот импровизирует, но так, чтобы было созвучие с заданным ритмом.

Нескончаемый джаз

Следующий робот — Шимон — был создан в 2009 году, уже после того, как Вайнберг основал Центр музыкальных технологий при Институте Джорджии, где для работы над роботами-музыкантами стали привлекать студентов. Алюминиево-стальной гигант Шимон, умеющий двигать головой и четырьмя огромными руками, обучен играть на маримбе — усложненном аналоге ксилофона. Робот владеет нотной грамотой, умеет определять высоту звука, воспроизводить мелодию, которую рядом с ним играют на синтезаторе, и предлагать варианты ее продолжения. Шимон стал популярным персонажем американских СМИ.

Внимание медиа ему обеспечили не только уникальные для робота навыки, но и способность играть в стиле легендарных джазовых музыкантов XX века — пианиста Телониуса Монка и саксофониста Джона Колтрейна. Оба были мастерами импровизаций. Для придания музыкальной схожести нужна была кропотливая работа и математическая точность.

— У нас была коллекция импровизаций Колтрейна и Монка,— рассказывает Джил Вайнберг.— Группа студентов расписала их по нотам, после чего мы использовали статистические методы: исследовали все доступные импровизации и изучили вероятность появления одной конкретной ноты вслед за другой. С этой же вероятностью ноты исполнял и наш робот в зависимости от того, кому он подражал — Монку или Колтрейну. Кроме самих нот фиксировались их высота, длительность, громкость звука. Получалось довольно похоже.

По большому счету, это революционный прорыв, так как благодаря роботу можно сделать бессмертным любого музыканта: не просто воспроизводить сыгранные им мелодии, а придумывать новые, со статистической точностью дублируя его стилистику. Но в Технологическом центре Джорджии пока не выпускают новые альбомы Джона Колтрейна. Опасаются, что наследники могут потребовать авторских отчислений. Возможен интересный юридический казус: кто сочиняет — робот или Колтрейн, где ставить копирайт?

Робот в помощь!

Потенциальные разборки с авторскими правами не очень увлекали изобретателей, и в 2012 году Центр музыкальных технологий презентовал новую разработку — робота Шими, выпущенного под слоганом "Ваш музыкальный компаньон". 30-сантиметровый робот умеет двигать ногами и головой, на которой размещены две колонки, а вместо рук у него подставка для смартфона. Шими многофункционален.

— Он, к примеру, может следить за движением человека, передвигающегося по комнате, и поворачивать голову с колонками в его сторону,— говорит Джил Вайнберг.— Или вот еще: Шими умеет распознавать ритм и темп, и если человек будет перед ним хлопать, то он быстро просканирует музыкальную библиотеку в интернете и поставит песню, лучше всего гармонирующую с хлопками. А потом еще и спляшет.

Шими состоялся как коммерческий проект: с 2013 года он находится в продаже под именем Трэвис. Примерно в это же время роботы-музыканты стали пользоваться коммерческим успехом во всем мире, но продвигали их в ином ключе. Из нескольких моделей роботов, обученных играть на различных музыкальных инструментах (в отличие от моделей Вайнберга они не способны к импровизации), стали собирать коллективы. Многие отправились в международные турне. Так, в 2012 году немецкий коллектив изобретателей дал путевку в жизнь рок-квартету Compressorhead. Образуют его робот-гитарист с 78 "пальцами", басист и два ударника. Compressorhead покорил YouTube исполнением хита британской рок-группы Motorhead. Однако на концертах публика, как правило, теряет интерес к Compressorhead после второй или третьей песни — так было в этом году и на их московском концерте. Слушать роботов-рокеров, не имеющих фантазии, довольно скучно.

Созданная в прошлом году под руководством профессора Токийского университета Еитиро Кавагути группа Z-Machines отстает от Compressorhead по количеству участников: роботов в ней всего два — гитарист и барабанщик. Музыку для них пишет профессиональный композитор, первый компакт-диск Z-Machines уже в продаже. Джил Вайнберг, в свою очередь, считает, что запись выступлений роботов на традиционные носители — явление временное, в будущем они смогут устраивать шоу... в каждой квартире.

— Думаю, что люди будут покупать отдельно робота с электрогитарой, отдельно с синтезатором и отдельно барабанщика,— полагает Вайнберг.— Тогда любимые хиты в любой момент можно будет послушать в живом звуке.

Робот-вокалист также может прилагаться, в Японии таких уже успели создать. Но пока, слава богу, роботы-музыканты далеки от совершенства.

— Главное отличие роботов-музыкантов от людей в том, что они не так экспрессивны,— говорит Джил Вайнберг.— Специфические приемы извлечения звука, как, например, вибрато (периодические изменения высоты, громкости или тембра музыкального звука.— "О"), также доступны лишь человеку. Кроме того, роботы не способны к анализу, а люди, придумывая то или иное продолжение мелодии, могут оценить, стоит ли его использовать или лучше придумать новое. Еще одна уязвимость в том, что роботы — экспертные системы, они обучены игре на конкретном музыкальном инструменте, изготовленном специально для них. Робот-мультиинструменталист — это пока мечта.

На практике Вайнберг и Центр, который он возглавляет, вовсе не пытаются противопоставить робота человеку, а думают над тем, как робот может человеку помочь.

— Сейчас наша команда намерена построить протез, похожий на тот, что есть у Джейсона, но чтобы им мог воспользоваться любой барабанщик, даже полностью здоровый,— говорит Джил Вайнберг.— А еще я думаю, что настанет такое время, когда люди с ограниченными возможностями смогут стать лучшими музыкантами. Проведу аналогию с Олимпиадой и Паралимпиадой. С каждым турниром показатели паралимпийцев улучшаются, и вполне возможно, что в будущем человек с протезами будет бегать быстрее, чем Усейн Болт сегодня. Если музыканты с роботизированными протезами будут играть лучше, чем музыканты без них, то последние скажут: это несправедливо. Чтобы избежать такого конфликта, мы хотим изготовить роботизированный протез для всех.

Станут ли роботы-музыканты более умелыми, чем их человеческие прототипы, сказать сложно, но недавнее исследование Оксфордского университета говорит о том, что убирать гитару в чехол, а скрипку в футляр из-за боязни уступить роботу — все же не стоит. В Оксфорде оценивали вероятность замены человека роботом в разных профессиях, и для музыкантов эта вероятность оказалась крайне низкой — всего 7,4 процента. А вот кредитным специалистам в банках и часовщикам стоит побеспокоиться: для них эта вероятность уже составляет 98 и 99 процентов соответственно.