Подобно людям, этот робот может слышать музыку и воспроизводить её всего после двух минут самостоятельной тренировки.

В нейророботической лаборатории Университета Южной Калифорнии маленькая механическая рука впервые услышала мелодию и воспроизвела ее с первого раза, без каких-либо нот, предварительно загруженных партитур или недель контролируемого обучения и практики (по данным USC Viterbi ).

Система называется «Рука музыканта». Она имеет четыре пальца, каждый из которых приводится в движение сухожилием, соединенным с небольшим электродвигателем, имитируя то, как мышцы на самом деле тянут сухожилия в человеческой руке. Она была создана аспирантом Хесамом Азаджу под руководством профессора Франсиско Валеро-Куэваса.

Как же робот на самом деле учился?

С помощью техники, называемой «моторным бормотанием» — исследовательского процесса проб и ошибок, посредством которого люди учатся управлять своими конечностями, — робот, не зная о существовании рук, клавиатур и музыки, обнаружил, как его движения могут издавать звуки при нажатии клавиш пианино.

В течение первых двух минут роботизированная рука нажимала случайные клавиши, анализируя взаимосвязь между движениями пальцев и звуками, издаваемыми фортепиано. На основе этого короткого опыта она выстроила связь между двигательными командами (движениями пальцев) и результатами (звуками).

Когда робот-алгоритм «Robo Algo», разработанный композитором и теоретиком музыки из Лос-Анджелеса Ричардом Туттобене, впервые услышал мелодию, состоящую примерно из 30 нот, он преобразовал аудио в спектрограмму, использовал нейронные сети для идентификации нот , а затем сгенерировал необходимые команды для воспроизведения последовательности с первой попытки.

Чем это отличается от просто музыкального фокуса на вечеринке?

Исследователи также провели слепое прослушивание, в ходе которого два судьи оценивали «Музыкальную руку» вместе с четырьмя опытными пианистами, не зная, кто из них робот, и были моменты, когда они не могли отличить людей от робота.

Напротив, неподготовленные взрослые не смогли бы даже воспроизвести первые дюжину нот. Азаджу отмечает, что человеческий мозг решает сложные двигательные задачи, используя менее 100 ватт мощности, что примерно эквивалентно зарядному устройству для ноутбука , но традиционному искусственному интеллекту для выполнения той же задачи могут потребоваться мегаватты мощности.

Такой подход к обучению, основанный на бережливом производстве, эффективности и опыте, может быть применен к роботизированным устройствам, которые люди могут носить и использовать ежедневно, например, к экзоскелетам для пациентов с болезнью Паркинсона и персонализированным реабилитационным роботам. Исследование было поддержано Национальным научным фондом США (NSF) и Агентством по исследованию и разработке лекарственных препаратов США (DARPA).