Musica e tecnologia? Al Politecnico si può

Sono stati diversi gli aspetti trattati dal seminario "L'evoluzione tecnologica nel campo della musica applicata" per la rassegna "I concerti al Politecnico". Come si evolve la tecnologia nel campo della musica applicata? La razionalità scientifica e la creazione musicale sono stati oggetto dell'approfondimento curato dal Politecnico di Bari con i docenti Tommaso Di Noia e Dino Guaragnella e con Francesco Scagliola, docente del Conservatorio "Niccolò Piccini" di Bari e ARCoPu, Associazione Regionale dei Cori Pugliesi.
Un insieme di regole e di simboli, generano un lessico e creano un vocabolario che sviluppa un linguaggio. Ogni linguaggio è in possesso di una grammatica generativa che può sviluppare un numero infinito di frasi che rispettano un numero finito di regole. Se consideriamo il linguaggio matematico per svolgere la seguente espressione (2+(3x(7-4))) posso usare un calcolatore che grazie a grammatiche informatiche risolve l'espressione secondo le regole matematiche. Nella musica ci sono le stesse regole di fondo che elaborano dei segnali e possono essere usati per comporre o per riconoscere un brano. All'algoritmo Shazam, ad esempio, gli bastano pochi secondi per riconoscere un brano musicale. Nella musica le note creano le quartine, del tipo AABB, ABAB, ABBA, ABCB e questo lessico è messo insieme per comporre melodie. La prima e la quinta della scala maggiore tra toniche e fondamentali si possono inserire in una libreria digitale che riesce a produrre le armoniche desiderate grazie alla elaborazione numerica del segnale e grazie alla programmazione.
Il segnale sonoro è un oscillazione nell'aria che si propaga attraverso mezzi elastici ad un certa velocità, con ampiezza, frequenza e tempo. Grazie all'intelligenza artificiale si è capaci di apprendere tecniche compositive che attraverso un input generano musica.

Ma come si trasforma un segnale in un suono? Ci risponde il prof. Dino Guaragnella, docente del corso di ''Elaborazione numerica dei segnali per i corsi di laurea in Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni e in Ingegneria Elettronica al Politecnco di Bari. I suoi interessi scientifici riguardano l'elaborazione numerica di segnali, immagini e video, la Computer Vision, il Pattern Recognition e in generale l'elaborazione statistica di segnali multidimensionali.
Attraverso la tecnologia e l' ingegneria i segnali si trasformano in musica. "La musica applicata alla tecnologia". Come si può spiegare in modo semplice questo processo complicato?
"Diciamo che la musica – spiega Guaragnella - fa parte della vita di tutti noi, quindi qualcosa che conosciamo tutti. Ma da un punto di vista tecnico e tecnologico, solamente gli addetti ai lavori conoscono bene. Io non mi occupo di musica normalmente, però mi sono divertito a cercare di dare un'idea per spiegare quali possano essere i sistemi per la produzione di segnali che, composti tra loro, possono permettere la costruzione di brani musicali. L'idea fondamentale è che ovviamente con un computer oggi si può costruire musica anche in assenza totale degli strumenti musicali, proprio usando quelle che sono le tecniche di composizione di segnali elementari. Per esempio: sommare più componenti sinusoidali di opportuna ampiezza e frequenza per formare un segnale più complesso, ci permette di riprodurre un suono che può essere ad esempio una nota di una pianoforte o di un sassofono. Si possono costruire segnali anche a partire da una modulazione di frequenza che permette di fornire al segnale delle caratteristiche che in qualche modo abbiano un'assonanza con un segnale musicale. Lo scenario della musica elettronica in realtà è sempre in continua evoluzione e sono tanti gli strumenti che permettono la composizione musicale. Alcuni sono open-source, disponibili su internet. Le possibilità di comporre un segnale ovviamente attengono alla capacità e alle conoscenze di chi opera queste composizioni e quindi alle sue competenze specifiche nel settore musicale".

Quindi se in un calcolatore inserisco tutte le regole che esistono in musica, il calcolatore può riprodurre un brano?
Esatto, esistono adesso varie modalità di composizione e vari livelli di astrazione del problema. Però ascoltando un brano musicale è possibile sicuramente riconoscere degli intervalli in cui il brano può essere suddiviso: una introduzione ed una evoluzione del brano, magari seguite da un ritornello che si ripete più volte nel brano, magari introducendo delle variazioni. Queste caratteristiche, questa orditura del brano, è comune un po' a tutti i generi musicali e quindi già questa organizzazione del brano musicale in intervalli differenti, ci può permettere di costruire più facilmente all'interno di ciascuno di questi segmenti temporali la musica che vogliamo produrre. Oggi esistono anche tecniche automatiche semiautomatiche per la composizione musicale: i primi esperimenti sono stati i prodotti e sono disponibili sul web. Musiche costruite interamente da algoritmi numerici che sono basati su tecniche innovative di apprendimento automatico, si chiamano tecniche di Deep Learning. Questi algoritmi opportunamente addestrati con molti brani musicali dello stesso autore o dello stesso genere "imparano" la struttura, il fraseggio musicale e la composizione delle note in modo che possano essere in grado di riprodurre brani musicali totalmente nuovi, con le stesse regole apprese in automatico dagli esempi forniti alla macchina. É ovvio che siamo ancora abbastanza lontani da quello che è una produzione automatica di brani musicali di qualità; comunque, a mio parere, l'estro creativo dell'uomo non potrà mai essere sostituito da sistemi completamente automatici. Affermo il primato dell'uomo sulla macchina. Sicuramente algoritmi e calcolatori sempre più potenti permettono di immaginare uno scenario tecnologico in forte evoluzione e quindi aspettiamoci sempre nuova musica".