新西蘭工程師開發可 3D 列印機械手臂 系統附加於吉他自動演奏

重點
  • Bruce 設計的 MegCell Pulse 可 3D 列印並附加於吉他上演奏音樂。
  • Pulse 透過數字樂譜控制機械臂,實現自然音質的演奏。
  • 該系統可即時使用標準樂譜,無需額外編程。
  • 目前系統尚未覆蓋吉他全長,限制了演奏技巧的多樣性。

來自紐西蘭的工程師 Bruce 在網上以此名稱聞名,他設計了一個可 3D 列印的機械繫統,該系統可以附加於一把木吉他,並根據數字樂譜文件演奏。該裝置名為 MegCell Pulse,所產生的聲音為真正的原聲音,而非數字或合成的近似聲音。目前,該裝置正於 Kickstarter 上進行資金籌集,支持者將獲得大部分零件的 STL 文件以進行列印,並附有零件清單及組裝説明。

Pulse 的運作原理

Pulse 的概念簡單如問題,但作為工程挑戰卻極為困難。若數字音樂文件能夠控制物理樂器,並在其環境中發出具有自然特質的聲音,這樣的想法將會如何呢?大多數數字音樂方法則是反其道而行,將木吉他錄音轉換為數字文件。Pulse 則顛覆了這一流程,將數字吉他樂譜文件的指令轉換為在真正的吉他上進行的物理手指及撥片運動。

Pulse 附加於吉他琴身,利用兩個機械臂複製人類演奏者的動作。按弦臂在品格之間按壓弦線,擔任吉他手的左手角色,而撥弦臂則按照節奏撥動弦線,取代右手。這兩個機械臂由齒輪和磁性驅動器協調運作,它們的時間及位置直接從標準數字樂譜文件中獲取。每首曲目的自定義編程並不需要,系統會如實讀取樂譜符號。從吉他發出的聲音正是樂器自身的原聲音,受其琴身、弦線及所在空間的影響,這與合成器或播放系統所產生的數字模型近似聲音有著顯著不同。

Pulse 使弦線振動,而吉他則依其設計放大這些振動。

系統的優勢與挑戰

雖然機械演奏樂器的概念並不新穎,但現有的大多數系統要求進行大量工程工作以教導機器學習新曲目。Pulse 透過讀取標準樂譜來跳過這一步,任何已經編碼為樂譜格式的曲目均可立即使用,而無需額外編程。Bruce 亦展示了該系統作為輔助工具的潛力,該系統可以接管按弦的任務,使單手演奏者能夠完成整個表演。人類演奏者負責一個機械角色,而機器則負責另一個,形成協作演出,而非完全自動化的表演。

這種可 3D 列印的設計除了提高可及性外,還有一個實際優勢:系統可以通過重新列印個別零部件進行維修和升級,而無需更換專有單元。

然而,該系統目前尚未覆蓋大多數吉他的品格全長,這限制了它可演奏的音樂範圍。它無法在品格之間滑動,這排除了連奏技巧和絃線彎曲的可能性。和絃撥弦的動作也比單音撥動更為複雜,系統對這一技巧的處理仍在發展中。Bruce 承認 Pulse 仍在不斷進步中。當前的關鍵問題在於該系統能否融合那些使吉他演奏聽起來更具人性化的小時間變化和裝飾性音符。這將是決定該項目能走多遠的工程挑戰。

Pulse 系統的創新與限制

MegCell Pulse 系統的創新在於其能夠將數字樂譜轉換為物理演奏動作,顯示出對傳統音樂表演的顛覆性影響。這種技術不僅提高了可及性,還為單手演奏者提供了新的可能性。然而,當前系統的限制在於無法覆蓋吉他全長,這對演奏技巧的多樣性造成影響。未來的發展需要解決這些挑戰,以提升其在音樂表演中的應用潛力。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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Henderson 是 The Base Principle 的編輯,負責 AI 與工程科技報道的選題與編輯,並監督本站的自動化編譯流程。關注範圍包括大型語言模型、半導體與運算、太空與能源工程。

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