Neuraal netwerk voorspelt de beste viool

Gieljan de Vries

2021-05-13 13:00:00

viool

Een neuraal netwerk gebouwd door A.I.-onderzoekers en een professioneel violist kan voorspellen hoe het muziekinstrument in het echt zal klinken.

De beste viool krijg je alleen uit de hand van de meester. Toch? Vioolbouwers en onderzoekers van het Musical Acoustics Lab aan de Politecnico di Milano denken er anders over – of beter: hun kunstmatige intelligentie doet het denkwerk. Met een gespecialiseerd neuraal netwerk weten deze wetenschappers te voorspellen hoe de vorm en houtsoort de uiteindelijke klank van een viool beïnvloeden, zonder dat je die eerst hoeft te bouwen. Handig als je wil ontwerpen op dat ideale geluid, schrijven de wetenschappers in Nature Scientific Reports.

Lees ook:

viool
Links: voorbeeld van de trillingen in een bestaande viool (copyright Stoel en Borman). Rechts: drie gesimuleerde violen uit het neurale netwerk van Gonzalez en Salvi.

Kunstmatige vioolontwerper

Een viool bouwen luistert nauw. Wat voor hout kies je, wat voor rondingen krijgt de klankkast en hoe dik zijn de boven- en onderplaat eigenlijk? Al die eigenschappen bepalen hoe het hout trilt als de strijkstok over de snaren gaat, en hoe dus de klank van het instrument wordt.

Maar kun je die klank van een viool ook voorspellen als je alle materiaaleigenschappen weet? Geïnspireerd door een tentoonstelling in het vioolmuseum in het Italiaanse Cremona besloten onderzoekers van de Politecnico di Milano-universiteit een kunstmatige vioolontwerper te bouwen die dat voor elkaar krijgt.

Dat doen de onderzoekers overigens met enig eigenbelang, want Sebastian Gonzalez en Davide Salvi zijn naast hun wetenschappelijke werk ook professioneel vioolbouwer en violist. “Als we kunnen voorspellen hoe elk willekeurig vioolontwerp zal klinken, kunnen we daarmee de oude meesters evenaren en zelfs violen bouwen die nog nooit iemand voor mogelijk had gehouden”, schrijven de ze in hun persbericht.

viool
Het model van vioolklanken is gebaseerd op een historische schets uit de werkplaats van ontwerper Enrico Ceruti.

Intuïtie

Kunstmatige intelligentie lijkt een wondermiddel, maar uiteindelijk kan een neuraal netwerk alleen voorspellen op basis van heel veel voorbeelden. De basis van het werk van Gonzalez en Salvi is dan ook een rekenmodel van alle mogelijke violen: negen in elkaar grijpende cirkels geven de omtrek van de klankkast. Gecombineerd met de flexibiliteit van verschillende houtsoorten en de dikte en vorm van de onderplaat bleek dat genoeg om met een natuurkundig model de akoestiek in de klankkast te berekenen.

Door hun neurale netwerk naar duizenden van zulke gesimuleerde violen te laten luisteren, gaven de twee onderzoekers het een professionele intuïtie voor vioolbouw: 98 procent nauwkeurig, zo schrijven ze. Daardoor kan hun rekenmodel ook de klank van violen voorspellen, die het nooit eerder heeft gehoord.

“Met dit neurale netwerk kunnen vioolbouwers de beste houtsoort kiezen om hun ideale geluid te krijgen”, schrijven Gonzalez en Salvi in hun persbericht. “Of ze kunnen violen ontwerpen met verschillende vormen en materialen, die in klank tóch bij elkaar passen.” Vioolbouwers komen dus niet buitenspel te staan. Tenslotte zal iemand dat ontwerp uit de koker van een neuraal netwerk daadwerkelijk vorm moeten geven.

Bronnen: Nature Scientific Reports, EurekAlert!

Beeld: Politecnico di Milano

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

KIJK Zomernummer

Haal deze extra dikke editie nu in huis!