Midiendo todo lo medible (3) – imitando la creatividad

Por Alfonso Araujo, el 26 diciembre, 2020. Categoría(s): Curiosidades • Matemáticas • Música

¡La música me levanta como el mar, y me conduce a mi distante estrella! Escalo las pendientes de las olas que me ocultan la noche.

Baudelaire, Las Flores del Mal (1857)

 

En las dos entregas anteriores vimos cómo el medir cosas es la actividad más básica que sigue después de observar un fenómeno que nos interesa: si lo podemos medir y evaluar a través del tiempo, podemos analizar, entender y predecir. También vimos que somos infinitamente curiosos y nos hemos puesto a medir las cosas más insospechadas.

Nos hemos pasado miles de años midiendo distancias, pesos, duraciones de tiempo, eficiencia de combustibles y miles de cosas más, lo que nos ha permitido saber qué tan lejos está la Luna, qué tan rápido se mueve, y cómo hacer un cohete que nos lleve hasta ella.

Hoy veremos dos ejemplos más sorprendentes aún, porque son mediciones que nos permiten analizar y emular una de las actividades más humanas por excelencia: la creatividad. Veremos cómo crear música y poesía sin intervención humana.

¿Herejía? No tan rápido…

 

LA MÚSICA: CREACIÓN

Empecemos con la música porque tiene una larga historia de estrecha relación con las matemáticas: los pitagóricos sabían que las notas se generaban por medio de relaciones numéricas y desde luego, de ahí pasaron a relacionar ambos temas en una ideología mística.

En términos muy generales, la música puede ser fácilmente analizada y contada: una pieza musical está hecha por notas, las cuales tienen una relación numérica fija entre ellas. Luego esas notas se suceden en el tiempo, y esa progresión, de nuevo, puede ser contada: de qué nota (número) estamos hablando, con cuál otra se combina en cada momento dado, y cuánto dura. Las melodías y armonías resultantes son agradables a nuestro oído porque son estructuras, que la mente reconoce y puede seguir.

Para construir melodías, un compositor elije escalas musicales (mini-estructuras) que son de su preferencia: por ejemplo la escala mayor, la escala menor, o la escala disminuida. Las notas de esas escalas preferidas, las combina (las hace armonía), las pone en secuencia, y las hace sonar con más o menos énfasis en el tiempo (dinámicas). El resultado es que ese compositor crea un estilo, que a fuerza de repetición podemos reconocer y discriminar: aún sin saber teoría musical, por ejemplo, podemos distinguir fácilmente el estilo de Bach, del de Beethoven.

Para ver otra explicación breve de escalas y armonía, vea este enlace.

Aunque la actividad creadora musical es algo en efecto muy humano, el medirla y emularla no es tan difícil: siendo un arte que usa como materia algo tan relacionado con estructuras y relaciones que son fácilmente traducibles a las matemáticas, tiene ya un buen rato de que se puede hacer sorprendentemente bien: 30 años.

En 1990 salió la primera versión de Band In a Box, un software que automáticamente genera música de acompañamiento y hasta puede crear solos, en una gran variedad de estilos, desde country hasta jazz. En versiones subsecuentes, uno puede pedirle por ejemplo, que genere un acompañamiento de jazz bebop, y que toque un solo de sax como lo haría John Coltrane. El resultado es tan convincente que hay que ver para creer. O escuchar para creer.

¿Cómo se hizo esto? Midiendo.

No es tan complicado: los estilos de jazz y country, por ejemplo, son muy distintos, tienen estructuras básicas, armonías típicas, y así. Todas estas cosas son fácilmente medibles y codificables. A medida que se le da al sistema una cantidad mayor de ejemplos, puede expandir su vocabulario musical y emular estilos y hasta solos. Los solistas son reconocibles por lo ya descrito: sus estilos los reconocemos porque tienen ciertas preferencias de notas, de dinámicas y de otros trucos musicales, también sencillos de medir y codificar. Incluso este tipo de software tiene opciones de “humanización” para que las notas tengan cierto margen de error, o sea que no se escuchen en los tiempos exactos, para que suenen menos mecánicas.

 

LA MÚSICA: IDENTIFICACIÓN

Todavía en el tema musical, hay otros softwares también sorprendentes y basados en variaciones del mismo tema de medir. Por ejemplo, el muy popular Shazam, al que le podemos decir que escuche alguna canción que estamos escuchando en un bar, y que nos diga su título.

La primera vez que lo vi funcionar en el móvil de una amiga en un cine, me quedé alucinado. Claro, lo que hace es el equivalente de buscar una palabra en un diccionario, pero un diccionario entero sí cabe en la memoria de un móvil, y un catálogo de miles de audios de canciones, no. Así que ¿cómo lo hace?

Pues en efecto, tienen un “diccionario” de miles y miles de canciones, pero en lugar de guardarlas como archivos de audio, las “traducen” a gráficas de frecuencias e intensidades, con puntos en el tiempo. Esta compactación de la información la hace extremadamente eficiente, y cuando el software escucha un pedazo de una canción, le basta con traducir a este tipo de gráfica tan sólo unos cuantos segundos, porque de ellos saca docenas de estos puntos de frecuencias, que luego busca en su diccionario con la misma facilidad que una palabra.

Otros softwares pueden “predecir” si una canción tiene el potencial de convertirse en un hit,  habiendo analizado primero cientos de ellos y habiendo encontrado características comunes a todos.

 

POESÍA: ¿LA SIGUIENTE FRONTERA?

Entendiendo la forma en que se puede “contar” la música, para analizarla y posteriormente emularla, podrá el lector pensar que se puede hacer algo similar con la escritura. Y es cierto pero este es un proceso muchísimo más complejo, porque analizar el lenguaje natural matemáticamente, presenta dificultades muy por encima del fenómeno musical, que se ciñe a reglas mucho más estrictas. Esto no ha evitado que los científicos y programadores se hayan dedicado a tratar de hacerlo y a tener éxitos cada vez más sorprendentes.

En otro artículo hablé de cómo ya se ha superado la Prueba de Turing, con inteligencias artificiales capaces de emular de forma convincente una conversación humana. Esto a base de tener bases de datos enormes de todo tipo de conversaciones, y a estarse entrenando constantemente para reconocer nuevos patrones y ver cuál es la mejor forma de contestarlos.

Y si bien la conversación es prueba superada, en poesía, que es un arte supremamente inventivo, los resultados han avanzado a pasos un poco más lentos. Los resultados en general son de poesía estilo contemporáneo, en donde hay más asociación libre de ideas, métricas flexibles y conceptos dúctiles. Una idea genial con una ejecución a lo Sor Juana, aún está por verse.

 

CONCLUSIONES

Para quienes vean en esto una amenaza a la creatividad, no hay por qué temer. El contar, analizar y entender algo, en este caso la creatividad, tan sólo nos permite por el momento emularla. En todos los casos mencionados, las IAs tuvieron que ser entrenadas viendo miles de obras humanas, para simplemente poder codificarlas y emularlas. La actividad creadora está aún firmemente de nuestro lado, en el futuro cercano ninguna laptop va a tomar motu proprio un violín y empezar a arrancarle melodías tristes después de cortar con su pareja.

 

Siguiente capítulo: explotando gente, matemáticamente.

 

 

Referencias:

What is Band in a Box?  PG Music: software para componer y arreglar música.

Alasdair Wilkins. This classical music was created by a supercomputer in less than a second. iO9, Computer Science . Enero 6, 2013.

Computoser: Escuchar música generada por computadora.

Wang, Avery Li-Chun. An Industrial-Strength Audio Search Algorithm. Shazam Entertainment, 2003.

University of Bristol. Can science predict a hit song? Science Daily. Diciembre 19, 2011.

Jason Castro. Brain Scans Predict Pop Hits. Scientific American. Junio 21, 2011.

Welch, Chris. Artificial eloquence: the weird science of computer-generated poetry. The Verge. Abril 28, 2013.

Lewis, Jeff;  Sincoff, Erik et al. Poetry CreatOR 2. (Poesía computacional).

 



Por Alfonso Araujo, publicado el 26 diciembre, 2020
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