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Inteligência artificial termina 10ª sinfonia de Beethoven

Ahmed Elgammal, que chefiou a equipe de IA, conta como foi essa tarefa monumental.


arte em torno de Beethoven
Beethoven: sinfonia inacabada, agora completa, estreia dia 9 de outubro | Ilustração original: cc0 Circe Denyer/Public Domain Pictures

Quando Ludwig von Beethoven morreu em 1827, fazia três anos que tinha concluído a Nona Sinfonia, uma obra proclamada por muitos como sua magnum opus.


Ele havia começado a trabalhar em sua 10ª sinfonia, mas, devido à deterioração da saúde, não conseguiu fazer muito progresso: tudo o que ele deixou foram alguns esquetes musicais.


Desde então, os fãs e musicólogos de #Beethoven ficaram intrigados e lamentaram o que poderia ter acontecido. Suas notas acenavam com alguma recompensa magnífica, que parecia para sempre fora de alcance.


Agora, graças ao trabalho de uma equipe de historiadores da música, musicólogos, compositores e cientistas da computação, a visão de Beethoven se tornará realidade.


Eu presidi o lado da inteligência artificial do projeto, liderando um grupo de cientistas na startup de IA criativa Playform AI, que ensinou a uma máquina todo o corpo de trabalho de Beethoven e seu processo criativo.


Uma gravação completa da 10ª Sinfonia de Beethoven está programada para ser lançada em 9 de outubro de 2021, no mesmo dia da estreia mundial programada para acontecer em #Bonn, Alemanha - o culminar de um esforço de mais de dois anos.


Tentativas anteriores bateram em uma parede


Por volta de 1817, a Royal Philharmonic Society de Londres encarregou Beethoven de escrever sua nona e décima sinfonias.


Escritas para uma orquestra, as sinfonias geralmente contêm quatro movimentos: o primeiro é executado em um andamento rápido, o segundo em um andamento mais lento, a terceira em um andamento médio ou rápido e o último em um andamento rápido.


Beethoven completou em 1824 sua Nona Sinfonia, que termina com a atemporal "Ode à Alegria".


Mas quando se tratou da 10ª sinfonia, Beethoven não deixou muito para trás, a não ser algumas notas musicais e um punhado de ideias que havia anotado.


Notas de Beethoven
Ums página das notas de Beethoven para a 10ª Sinfonia planejada | Foto: Beethoven-Haus

Houve algumas tentativas anteriores de reconstruir partes da 10ª Sinfonia de Beethoven. A mais conhecida aconteceu em 1988, quando o musicólogo Barry Cooper se aventurou a completar o primeiro e o segundo movimentos.


Ele costurou 250 compassos de música a partir dos esquetes para criar o que era, a seu ver, uma produção do primeiro movimento fiel à visão de Beethoven.


No entanto, a dispersão dos esboços de Beethoven tornou impossível para os especialistas em sinfonia ir além desse primeiro movimento.


Montando a equipe


No início de 2019, o Dr. Matthias Röder, diretor do Karajan Institute, uma organização em Salzburg, Áustria, que promove a tecnologia da música, entrou em contato comigo.


Ele explicou que estava montando uma equipe para completar a 10ª Sinfonia de Beethoven em comemoração ao 250º aniversário do compositor.


Ciente de meu trabalho com arte gerada por IA, ele queria saber se a inteligência artificial seria capaz de ajudar a preencher as lacunas deixadas por Beethoven.


O desafio parecia assustador. Para conseguir isso, IA precisaria fazer algo que nunca tinha feito antes. Mas eu disse que tentaria.


Röder então reuniu uma equipe que incluía o compositor austríaco Walter Werzowa. Famoso por escrever o jingle do bongo com a assinatura da Intel , Werzowa foi encarregado de montar um novo tipo de composição que integraria o que Beethoven deixou para trás com o que IA geraria.


Mark Gotham, um especialista em música computacional, liderou o esforço de transcrever os esboços de Beethoven e processar todo o seu trabalho para que a IA pudesse ser devidamente treinada.


A equipe também incluiu Robert Levin, um musicólogo da Universidade de Harvard que também é um pianista incrível. Levin já havia terminado uma série de obras incompletas do século 18 de Mozart e Johann Sebastian Bach.


Casa de Beethoven
A casa onde Beethoven nasceu 250 anos atrás | Foto: cc Thomas Depenbusch/Flickr

O projeto ganha forma


Em junho de 2019, o grupo se reuniu para um workshop de dois dias na biblioteca de música de #Harvard.


Em uma grande sala com um piano, uma lousa e uma pilha de cadernos de desenho de Beethoven abrangendo a maioria de suas obras conhecidas, conversamos sobre como os fragmentos poderiam ser transformados em uma peça musical completa e como a IA poderia ajudar a resolver esse quebra-cabeça, mantendo-nos fiéis ao processo e à visão de Beethoven.


Os especialistas em música na sala estavam ansiosos para aprender mais sobre o tipo de música que IA havia criado no passado.


Eu contei a eles como IA gerou com sucesso música no estilo de Bach. No entanto, esta foi apenas uma harmonização de uma melodia que soava como Bach. Não chegamos perto do que precisávamos fazer: construir uma sinfonia inteira a partir de um punhado de frases.


Enquanto isso, os cientistas na sala - eu incluído - queriam saber que tipo de material estava disponível e como os especialistas imaginavam usá-lo para completar a sinfonia.


A tarefa em mãos finalmente se cristalizou. Precisaríamos usar notas e composições completas de todo o corpo da obra de Beethoven - junto com os esboços disponíveis da 10ª sinfonia - para criar algo que o próprio Beethoven pudesse ter escrito.


Este foi um grande desafio. Não tínhamos uma máquina que pudéssemos alimentar com esboços, apertar um botão e fazê-la cuspir uma sinfonia.


A maior parte da IA ​​disponível na época não conseguia continuar uma peça incompleta de música além de alguns segundos adicionais.


Precisaríamos ultrapassar os limites do que a IA criativa poderia fazer ensinando à máquina o processo criativo de Beethoven - como ele pegaria alguns compassos de música e os desenvolveria meticulosamente em sinfonias excitantes, quartetos e sonatas.


Reunindo o processo criativo de Beethoven


Conforme o projeto progrediu, o lado humano e o lado da máquina da colaboração evoluíram.


Werzowa, Gotham, Levin e Röder decifraram e transcreveram os esquetes da 10ª Sinfonia, tentando entender as intenções de Beethoven.


Usando suas sinfonias completas como modelo, eles tentaram montar o quebra-cabeça para ver para onde os fragmentos dos esboços deveriam ir - qual movimento, qual parte do movimento.


Eles tiveram que tomar decisões, como determinar se um esboço indicava o ponto de partida de um scherzo, que é uma parte muito viva da sinfonia, tipicamente no terceiro movimento.


Também puderam determinar se uma linha de música foi provavelmente a base de uma fuga, que é uma melodia criada por partes entrelaçadas que ecoam um tema central.


O lado da IA ​​do projeto - o meu lado - se viu às voltas com uma série de tarefas desafiadoras.

Primeiro, e mais fundamentalmente, precisávamos descobrir como pegar uma frase curta, ou mesmo apenas um motivo, e usá-la para desenvolver uma estrutura musical mais longa e complicada, exatamente como Beethoven teria feito.


Um exemplo: a máquina teve que aprender como Beethoven construiu a Quinta Sinfonia a partir de um motivo básico de quatro notas. Ouça um trecho.


Em seguida, como a continuação de uma frase também precisa seguir uma certa forma musical, seja um scherzo, trio ou fuga, a IA precisou aprender o processo de Beethoven para desenvolver essas formas.


A lista de afazeres cresceu: tínhamos que ensinar a IA como pegar uma linha melódica e harmonizá-la. A IA precisava aprender a unir duas seções de música. E percebemos que a IA tinha que ser capaz de compor uma coda, que é um segmento que traz um trecho de uma peça musical à sua conclusão.


Finalmente, uma vez que tínhamos uma composição completa, a IA teria que descobrir como orquestrá-la, o que envolve atribuir instrumentos diferentes para partes diferentes.

E precisaria realizar essas tarefas da maneira que Beethoven faria.


Teste da sinfonia
O primeiro grande teste da 10ª Sinfonia, em Bonn | Foto: cc Ahmed Elgammal

Em novembro de 2019, a equipe se reuniu pessoalmente novamente - desta vez, em Bonn, no museu da casa do compositor, a Beethoven Haus, onde o compositor nasceu e cresceu.


Esta reunião foi o teste decisivo para determinar se a IA poderia concluir este projeto. Imprimimos partituras musicais desenvolvidas pela AI e construídas a partir dos esboços da 10º Sinfonia de Beethoven.


Um pianista se apresentou em uma pequena sala de concertos do museu diante de um grupo de jornalistas, acadêmicos de música e especialistas em Beethoven.


Desafiamos o público a determinar onde terminavam as frases de Beethoven e onde começava a extrapolação da IA. O público não conseguiu.


Poucos dias depois, uma dessas partituras geradas por IA foi tocada por um quarteto de cordas em uma entrevista coletiva. Somente aqueles que conheciam intimamente os esboços de Beethoven para a 10ª sinfonia puderam determinar quando as partes geradas por IA entraram.


O sucesso desses testes nos disse que estávamos no caminho certo. Mas foram apenas alguns minutos de música. Ainda havia muito mais trabalho a fazer.


Prontos para o mundo


A cada momento, a genialidade de Beethoven assomava, desafiando-nos a fazer melhor. Conforme o projeto evoluiu, a IA também evoluiu. Ao longo dos 18 meses seguintes, construímos e orquestramos dois movimentos inteiros de mais de 20 minutos cada.


Antecipamos alguma resistência a esse trabalho - aqueles que dirão que as artes deveriam estar fora dos limites da IA, e que a IA não deveria tentar replicar o processo criativo humano.


No entanto, quando se trata de artes, vejo a IA não como um substituto, mas como uma ferramenta - que abre portas para os artistas se expressarem de novas maneiras.


Este projeto não teria sido possível sem a experiência de historiadores e músicos humanos. Foi preciso muito trabalho - e, sim, pensamento criativo - para atingir esse objetivo.


A certa altura, um dos especialistas em música da equipe disse que a IA o lembrava um estudante de música ansioso que pratica todos os dias, aprende e se torna cada vez melhor.


Agora aquele aluno, tendo recebido a batuta de Beethoven, está pronto para apresentar a 10ª Sinfonia ao mundo. Ouça um trecho. ✔︎


Este artigo foi escrito pelo professor Ahmed Elgammal, diretor do Laboratório de Arte e Inteligência Artificial da Universidade #Rutgers. Foi republicado do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o original em inglês.


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