Nyutviklet robot kan spille trommer, lytte og lære

Det både ser og høres enkelt ut: Roboten ZRob, en liten maskin som kan plasseres på et bord, holder en trommestikke og slår på en tromme.

I realiteten er det alt annet enn enkelt. Armen til ZRob har nemlig et trommestikkegrep som er fleksibelt, akkurat som menneskets håndledd. Den har også en kunstig intelligens (KI) som hjelper den å optimalisere bevegelsene sine.

Setter du sammen flere ZRob-er, kan de spille trommevirvler, noe som krever en ekstrem finmotorisk kontroll. De kan også spille rytmer som er helt annerledes enn det mennesket kan få til – men som likevel har noe av menneskets følsomhet i seg.

– Bruker du flere av disse robotene til å lage musikk, vil de finne sitt eget helt unike mønster, sier Mojtaba Karbasi. Han har utviklet roboten som del av en doktoravhandling ved RITMO Senter for tverrfaglig forskning på rytme, tid og bevegelse på Universitetet i Oslo. 

En bioinspirert tilnærming

Det er fortsatt slik at mennesker klarer en del oppgaver bedre enn roboter. Mennesket er nemlig langt mer komplekst: For eksempel kan vi se et glass vann, vurdere hvor fullt det er og dermed løfte det opp uten å søle.

Alexander Refsum Jensenius, professor ved RITMO og Karbasis biveileder, utdyper:

– Vi mennesker snakker, beveger oss og tar på ting. Vi har flere sanser og kan agere på det vi sanser, med tilpassede bevegelser. Dette klarer ikke maskiner.

Skal maskiner kunne samhandle godt med mennesker i framtiden, må de i større grad bli multimodale, altså ha flere sanser, poengterer han. Det er nettopp en slik bioinspirert tilnærming Karbasi har hatt i utviklingen av ZRob og KI-modellen som følger med.

Ligner et menneskelig håndledd

– Her prøver vi ikke å lage en kopi av mennesket, men heller å ta utgangspunkt i hvordan mennesket fungerer. Musikalsk robotikk er en kontrollert måte å jobbe med dette på. Det har ikke noen potensielt farlige konsekvenser, sier Jensenius. 

Noe av det som gjør ZRob mer menneskenær, er armen. To fjærer – en på hver side – gir armen noe av håndleddets fleksibilitet. Både dette og KI-en gjør roboten tilpasningsdyktig, noe som er viktig når den skal treffe et trommeskinn som også er i bevegelse.

ZRob kan sanse på to måter: Den lytter til det som spilles, og den kjenner på hvor armen befinner seg.

Kroppen til roboten former atferden

Karbasi forklarer at fjærene i de ulike versjonene av ZRob er av ulik størrelse. KI-en hjelper hver robot å finne sin egen atferd.

– Hvis en robot skal spille et dobbeltslag, prøver den å finne den rette samlingen av handlingsalternativer for å få det til. Forandrer du fjærene, vil også atferden forandres. Robotkroppen er altså med å forme atferden.

Når du bruker flere roboter samtidig, får du mange robotarmer som til sammen skaper et unikt rytmisk mønster.

– Du vil kunne høre rytmer som ikke kan spilles av mennesker. Det blir som et pianostykke som spilles av førti fingre, sier Karbasi.

Unik på sin egen måte

Han tror ikke at denne typen musikk er i stand til å berøre mennesker på samme måte som menneskelig spilt musikk. Musikken blir nemlig uforutsigbar, og vi klarer ikke å se for oss hvordan den er laget.

Likevel tror han at robotene kan inspirere musikere.

– En robot som presist kopierer menneskelig atferd, er ikke inspirerende, for da kan jo alt gjøres av menneskene selv. Hvis vi derimot klarer å lage roboter som tar noe av det menneskelige opp i seg men er unike på sin egen måte, inspirerer det i mye større grad, mener Karbasi. 

Det åpner også opp for nye muligheter, legger han til og nevner de nyutviklede robotene til selskapet Boston Dynamics: Robotene ligner et menneske, men de reiser seg på en annen måte og kan også vri overkroppen 360 grader rundt.

En robot som kutter agurk

Alexander Refsum Jensenius tror at ZRob er interessant for musikere fordi den kan lage nye typer rytmer og spille raskere enn noe menneske er i stand til.

I tillegg kan den være en praktisk hjelp, forklarer han.

– Hvis du spiller gitar og synger, kan du få en trommerobot som spiller med deg. Og er du en trommeslager som har mistet en arm, kan du bruke en robot som erstatning.

Forskningen har også stor overføringsverdi, mener Jensenius: 

– Hvis vi klarer å lage komplekse trommeroboter som sanser og tilpasser atferden etter det, er veien også kortere til å lage roboter som klarer andre typer handlinger: som å løfte et glass vann eller kutte agurk uten problemer.