אבי המדע בבדיון

רמי שלהבת

לקחת את הזמן

ד"ר תום ביאליק

אני, רובוט על כריכה

ד"ר ערגה הלר

הפוליטיקה של הקורונה

גיא בלזם, נופר לופו וד"ר ארז גרטי

העתיד של המוות

נופר לופו

המשכילים של התנ"ך

ד"ר יונת אשחר

ציור בכל צבעי הקשת

אורי טייכמן

האור בקצה המערה

ניצן המרמן

קול מהעבר: מי יבנה בית… מבוץ?

ד"ר יעל עבאדי-רייס

והרי הזוכים…

מערכת גחלילית

ידידים לעת מדע

חמוטל ילין

הלב השבור

אביבית דולב

קול מהעבר: לזכור ביחד

ד"ר יעל עבאדי-רייס

המגפות של הדמיון

רמי שלהבת

האגדה של טסלה

מיכאל גרוסברג

המגפה שלא הייתה

ד"ר קרן לנדסמן

חבל על הזמן

רמי שלהבת, דוד מדר

האמת שבזיוף

אהוד מימון

שיר היסודות

ד"ר אבי סאייג

האם הממותה נכחדה?

איתמר אבנרי

קול מהעבר: משחקי לוח עתיקים

ד"ר יעל עבאדי-רייס

למה לי פטנטים עכשיו?

ענת לונדון-דרורי

מדעי הסריגה למתקדמים

ד"ר נעמה חריט-יערי

מפרי ועד פיריט

שלומית עוזיאל

קול מהעבר: תיאוריית הסבתא

ד"ר יעל עבאדי-רייס

הרקע ל"משפט הקופים"

מאת: רמי שלהבת

גלי כבידה

מעיין בלוויס
מתוך תחרות S-Factor 2017

הזואולוג העברי הראשון

סיפרה: ורד שפירא
כתב: גרא קולטמן

קוואנטום פאנק

להקת קוואנטום פאנק
מתוך תחרות S-Factor 2017

ריקוד הגליקוליזה

צרי בריקנר
מתוך תחרות S-Factor 2019

חלקיקים אלמנטריים

סיפר: פרופ' חיים הררי
כתב: גרא קולטמן

להיות מחוסן, להיות ממוגן

שלישיית הטרובדורים: איילת דקל, נורית קרני וינאי גונצ'רובסקי
מתוך תחרות S-Factor 2019

מזמור למזקקה

פרופ' אהוד שפירא
מתוך תחרות S-Factor 2017

מצב הצבירה הרביעי: פיזיקת הפלזמה לילדי גן

סיפרו: יפה אליעזר ופרופ׳ שלום אליעזר | כתב: גרא קולטמן

טבלת החיים

גיא ויינגרטן
מתוך תחרות S-Factor 2019

שנסון לחלבון

דניאל זיידמן
מתוך תחרות S-Factor 2019

נתרן וכלור

רוני גלפנד ואדם רופאים
מתוך תחרות S-Factor 2019

המראה משקרת

רום יטיב, שקד לוטן, נמרוד שובל שרים, יותם אברמסון ורועי בנין
מתוך תחרות S-Factor 2019

התהוות הכל

רועי בנין, עמית אינזלברג, רום יטיב, שקד לוטן, נמרוד שובל
מתוך תחרות S-Factor 2019

אבק כוכבים

לירי דולנסקי
שיר מתוך תחרות S-Factor 2019

מימן

אריאל רודיק
על בסיס "ראפ למימן" מתוך תחרות הכשרונות המדעית S-Factor 2019

על סדר מתוך כאוס

פאנל: פרופ׳ דוד הראל ופרופ׳ תמר אל-אור

מחול מודרני

רקדנית: ענבר קרן

תרגילי החשבון של הדבורים

סינא כבהא, תוכנית אלפא

אקריות: הרבה מעבר לאלרגיה

עומר גיז, תכנית אלפא

השיר החדש של סינטרה

עמית שרגא

בול פרנק סינטרה. איור: אולגה פופובה, משאטרסטוק
איור: אולגה פופובה, משאטרסטוק

בינה מלאכותית יוצרת מוזיקה חדשה על פי סגנונות קיימים, ובתוך כך עוזרת לנו להבין מהי מוזיקה

עמית שרגא

מוזיקה הייתה חלק מרכזי מהחוויה האנושית מאז שחר ההיסטוריה. משמעות המילה ביוונית היא "האמנות של המוזות". היא משלבת בתוכה קצב, מנגינה והרמוניה (או גוון), וההאזנה לה היא חוויה נעימה בדרך כלל. אין פלא שבאנגלית נולד "כמו מוזיקה לאוזניהם", שבא לבטא תחושה מחממת לב.

פיתוח חדש בשם Jukebox (תיבת נגינה), שנוצר במעבדות OpenAI, משתמש ברשת עצבית מלאכותית כדי ליצור מוזיקה הכוללת שירה בכמה סגנונות מוזיקליים. רשת עצבית מלאכותית היא תוכנה המבוססת על מודל מתמטי, ומאומנת לבצע משימות מורכבות הגובלות בבינה מלאכותית, למשל ניווט ברכב אוטונומי או אבחון רפואי.

קוד מחשב מרכיב פנים עם אוזניות
הרבה מרכיבים, קוד אחד | איור: CAIA image, SPL

להתייחס למוזיקה כמכלול

בעבר פותחו מודלים שניסו להתמודד בנפרד עם הקצב, המנגינה, ההרמוניה או השירה. כעת הפיתוח החדש משלב את השירה עם כלל מרכיבי המוזיקה. המורכבות של המודל נעוצה בטווח התדרים האפשרי הרחב מאוד של החומרים שמוזנים לו עקב השילוב של שירה ומוזיקה. לכן קשה מבחינה חישובית ללמד מחשב את הסמנטיקה או את המשמעות של כל הפרטים המרכיבים את השלם; המוזיקה. 

פתרון אחד אפשרי ופשטני לצמצום המורכבות הזאת הוא להשתמש בטווח תדרים בדיד במקום בטווח תדרים רציף. אפשר לסנן תדרים מסוימים, או אף לוותר עליהם לגמרי, כך שנישאר רק עם התדרים העיקריים שנכללים במוזיקה. כך מפחיתים את הנטל החישובי ושומרים רק את התדרים החשובים ליצירת מוזיקה. פתרון כזה שנוסה בעבר הצליח ליצור קטעים קצרים ומוגבלים מבחינת סוגי כלי הנגינה ששולבו בו.

הפיתוח הקודם של הקבוצה, שכונה MuseNet, הצליח ליצור קטעי מוזיקה בקבצי מִידִי (MIDI), ללא שירה, ששילבו עד עשרה כלי נגינה ונמשכו עד ארבע דקות. התוכנה התאמנה על יצירות רבות ולמדה לבדה איך ליצור תבניות של הרמוניה, קצב וסגנון אומנותי. כעת, המודל החדש של Jukebox משתמש בכל טווח התדרים ומצליח ליצור קטעים מוזיקליים ארוכים יותר. 

המודל הוכשר באמצעות מאגר נתונים שכלל 1.2 מיליון שירים במגוון סגנונות, ובכלל זה  מוזיקה קלאסית, רוק, פופ, ג'אז ועוד. בנוסף הצליבו החוקרים את השירים עם מאגר של מילות השירים ונתוני רקע מהאתר LyricWiki, שכלל פרטים כמו הז'אנר, שם האומן, שנת ההוצאה ואפילו מצב הרוח המתאים לשיר. 

תוצאה מעניינת של המודל היא פילוח המוזיקה לז'אנרים (סגמנטציה), על ידי אלגוריתם לצמצום ממדים בשם t-SNE. צמצום הממדים תורם לכך שהשיר שנוצר יהיה מדויק יותר ויתאים לז'אנר שלו. גם זמן החישוב מתקצר מכיוון שאפשר לכוון את המודל ליצור מלכתחילה שיר שיתאים לפילוח או לז'אנר המבוקש. התוכנה יצרה למעשה מעין עץ של קירבה בין סגנונות מוזיקה שונים, כך שאמנים שיוצרים מוזיקה דומה ימוקמו קרוב גם אם רשמית הם מזוהים עם סגנונות שונים. מומלץ להיכנס לקישור ולגלות קשרים קרובים מעניינים בין אמנים, למשל קולדפליי ודרייק או ג'ניפר לופז ודולי פרטון.

מפת זמרים וסגנונות
מפת זמרים וסגנונות. הקליקו לחיפוש קשרים | באדיבות OpenAI

כדי להתאים את השירה למוזיקה המודל צריך להתגבר על שלל בעיות, למשל שירים שבוצעו בגרסאות אחרות, כך שהמילים המקוריות לא בהכרח מתאימות עוד למוזיקה של הגרסה המחודשת. המודל נקט בפתרון כללי יחסית, שבו אורך השיר חולק במספר המילים, וכך כל אחת ממילות השיר קיבלה "חלון זמנים" משלה, המתאים למקומה הסידורי. השיטה הזאת אומנם התאימה לשירים רבים, אך לא לז'אנר ההיפ-הופ, שבו קצב השירה מהיר יותר. לכן השתמשו בשירי היפ-הופ בחלון זמנים רחב יותר, ומודל מדויק יותר שחילץ את מיקום המילים מתוך השיר, אך במחיר של תוספת זמן חישוב יקר.

מי היוצר?

השירים שנוצרים ב-Jukebox נעימים לאוזן (נסו בעצמכם!) אך נשמעים לפעמים דומים לשירים מוכרים וקול הזמר נשמע רובוטי במקצת. כמו כן, השירים כוללים תבניות מוזיקליות כמו קטעי סולו, אך עדיין חסרים בהם אלמנטים חשובים, למשל פזמון חוזר. ברקע עוד אפשר להבחין במעין רעש לבן שנובע מהדרך שבה הנתונים נדחסים במהלך העיבוד שלהם. התוכנה זקוקה לתשע שעות בערך כדי ליצור דקה אחת של שיר, כך שכנראה לא נשמע בקרוב יצירה של בינה מלאכותית שנוצרה באופן מיידי.

F0195655
אומן או קוד? | איור: Fanatic srudio, SPL

כמו טכנולוגיות חדשות רבות, גם האפשרות של ייצור מוזיקה באמצעות מחשב מעוררת לא מעט מחלוקת. המתנגדים טוענים כי טכנולוגיות כאלה יפגעו בערך המוסף שאנו מייחסים ליצירה האנושית. לא קשה לדמיין מצב עתידי שבו מספר מצומצם של חברות גדולות ישלטו במשאבים החישוביים ליצירת מוזיקה ללא מעורבות אנושית. מנגד, יש כבר אמנים שמוכנים לאמץ את הטכנולוגיה ולהשתמש ביצירה הסינתטית כבסיס ליצירה חדשה ומקורית.

נשאלת גם השאלה אם תוכנה שמתבססת על שירים של פרנק סינטרה, למשל, כדי ליצור שיר בסגנון דומה, אינה מפרה את זכויות היוצרים של האמן? אחרי הכול, בלי מאגר הנתונים, המבוסס על השירים המקוריים, התוכנה לא תוכל ליצור שירים חדשים יש מאין. כך שמסתמן שמבחינה חוקית אמנים יצטרכו להסכים שעותק של השיר שלהם ייכנס למאגר הנתונים. כמו כן, השיר החדש שנוצר אמור להתאים מנגינה למילות שיר קיים – והמילים עצמן מוגנים לרוב בזכויות יוצרים. ולבסוף, ייתכן שאפילו ניסיון לחקות את הסגנון של יצירה קיימת עלול לעבור על חוקי זכויות יוצרים. לדוגמה הראפר ג'יי-זי ביקש מיוטיוב להוריד שירים שיצרה בינה מלאכותית על בסיס שירים מקוריים שלו. 

נראה שבעתיד הקרוב עדיין לא נשקפת סכנה לפרנסתם של מוזיקאים אנושיים, ובכלל זה זמרים, מלחינים, פזמונאים וכדומה. עם זאת, כבר עכשיו תוכנות בינה מלאכותית יכולות לעזור לנו להבין טוב יותר את המאפיינים והרבדים החשובים ליצירת מוזיקה. כפי שכתב הפיזיקאי זוכה פרס נובל ריצ'רד פיינמן: "אם איני יכול ליצור משהו, אינני מבין אותו".

הכותב הוא סטודנט במעבדה של ד"ר ניר לונדון במחלקה לכימיה אורגנית של מכון ויצמן למדע.