Saken ble først publisert på Titan
Har du prøvd å stå helt stille når favorittlåten din blir spilt? Når vi hører en fengende låt er det vanskelig å la være å bevege kroppen. Å stå stille til en god «beat» er faktisk så vanskelig at det har utløst et skred av forskningsprosjekter. Et av dem handler om hvorvidt musikk også kan brukes til å få roboter til å bevege seg i takt.
- Mye av det vi studerer er denne ufrivillige og uimotståelige trangen til å bevege seg til en god rytme, forteller postdoktor Alexander Szorkovszky.
Szorkovszky jobber ved RITMO Senter for tverrfaglig forskning på rytme tid og bevegelse på Universitetet i Oslo. Han ønsker å finne ut om det er mulig å koordinere roboter ved hjelp av rytmer i musikk.
Roboter mister kontrollen til musikk
– Den vanligste tendensen for roboter er at de har maksimal kontroll. Roboter gjør ikke feil, men hvis musikken skal kontrollere bevegelsen har du gitt fra deg kontrollen, og hva skjer da, undrer Szorkovszky.
Ifølge Szorkovszky er det to måter å se på bevegelse til musikk på: Den ene er at musikken bokstavelig talt sparker deg i gang – da er du en passiv mottaker av rytme. Den andre er at du forutser rytmen og beveger deg til den slik at du treffer takten samtidig.
– Jeg tester ideen om at musikken sparker deg i gang, forklarer Szorkovszky.
Videolinken viser hvordan det ser ut når roboten skal danse.
Bevegelsene sitter i ryggmargen
Roboten som Szorkovszky har laget er foreløpig digital. På skjermen vises en enkel robot med fire bein. I programmet er roboten som en «passiv» mottaker av rytme og lar seg styre av musikken – hvis den klarer å finne takten.
– For at mennesker skal få lyst til å bevege seg må rytmen være akkurat passe vanskelig. Hvis rytmen er for enkel blir det kjedelig. Hvis den er for kompleks blir det vanskelig å finne rytmen, forklarer han, men denne roboten har ingen evne til å kjede seg for øyeblikket, så den liker enkle rytmer, sier Szorkovszky.
Programmet er inspirert av vårt nervesystem. Forskerne kaller det en sentral mønster-generator. For oss mennesker sitter denne funksjonen bokstavelig talt i ryggmargen. Forskerne tror at denne funksjonen bidrar til flere av våre rytmer, som rytmen av pusten eller gangen vår. Derfor ønsker de å teste om dette senteret også spontant synkroniserer bevegelser til ytre stimuli, som rytmen i musikk. Hos robotene må en slik sentral mønstergenerator lages, og det er derfor forskerne er interesserte i denne funksjonen hos mennesker. Szorkovszky forteller at de bruker evolusjonær optimering, med en stor gruppe virtuelle roboter, for å utvikle en mønstergenerator. Når de bruker evolusjon i robotsammenheng betyr det at for hver generasjon med roboter velger de ut dem med de beste egenskapene som kan gå videre til den neste. For hver generasjon kan det dukke opp små "mutasjoner" eller endringer. Programmet kan også lage koblinger av foreldre-robotene for å skape nye kombinasjoner av egenskaper. På denne måten lager programmet variasjoner på egenhånd.
Når robotene skal teste danseferdighetene sine velger Szorkovszky de beste robotene fra evolusjonsprogrammet. Det er de som har endt opp med den beste mønstergeneratoren.
Szorkovszky starter simuleringen og musikken begynner. Roboten beveger på de fire beina sine. Etter en kort stund følger den rytmen. Når tiden går endrer musikken seg og det blir vanskeligere å følge rytmen. Etter hvert får roboten problemer med å "stokke om" beina sine.
Dovregubbens hall ble for vanskelig – hva med en vals?
Szorkovszky har prøvd ut ulike typer musikk.
– Jeg har prøvd Dovregubbens hall, men den var for langsom i starten, smiler Szorkovszky.
Foreløpig har programmet én robot med fire bein. På sikt ønsker Szorkovszky å finne ut hva som skjer hvis roboten får flere bein.
– Jeg har lyst til å prøve å se hva som skjer hvis vi gir en seks-beint robot i oppgave å danse til vals, vil den da gå rundt?
Vi mennesker begynner ganske naturlig å snurre til en vals fordi vi beveger oss på to bein, men det er ikke gitt med et annet antall. Foreløpig har han ikke testet dette.
Til nå har Szorkovszky vist at det er mulig å styre én robot til enkle rytmer. På sikt skal han også teste om robotene kan koordinere bevegelsene til musikken og med hverandre. I tillegg vil de teste forsøket med fysiske prototyper.
Les forskningsartikkelen her:
Alex Szorkovszky, Frank Veenstra, og Kyrre Glette: Central pattern generators evolved for real-time adaption, ArXiv, oktober 2022