什么是音樂物聯(lián)網(wǎng)（IoMusT）？

一把智能吉他、振動的可穿戴節(jié)拍器、一個LED腕帶，可響應(yīng)您的音樂會體驗。這都是被稱為音樂物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展的運動的一部分。

當(dāng)今互聯(lián)世界中的大多數(shù)人都非常清楚物聯(lián)網(wǎng)（IoT）這個術(shù)語。但是音樂物聯(lián)網(wǎng)又如何呢？

根據(jù)盧卡·特切特（Luca Turchet）等研究音樂物聯(lián)網(wǎng)的研究人員稱，音樂物（MusT）是“一種能夠感知和交換數(shù)據(jù)以達(dá)到音樂目的的計算設(shè)備”。

音樂物聯(lián)網(wǎng)（“ IoMusT”）出現(xiàn)在許多應(yīng)用中，包括具有VR體驗，聽眾參與、觸覺設(shè)備和智能演播室制作的增強和沉浸式音樂會。這些IoMusT體驗吸引了全世界的藝術(shù)家和觀眾。

例如，在泰勒·斯威夫特（Taylor Swift）的1989年專輯巡回演唱會中，2015年，歌迷進(jìn)入場館后獲得了LED手鐲。這些手鏈由PixMob設(shè)計，包括紅外發(fā)射器和RFID芯片，可同步到音樂會體驗的感官方面：手鐲與音樂會演奏者的音樂，燈光和動作同步點亮，以提供更身臨其境的體驗。

這些腕帶也已在超級碗半場表演中使用 圖片來源：PixMob

但是IoMusT背后的魔力是什么？ 與物聯(lián)網(wǎng)這個音樂分支相關(guān)的設(shè)計挑戰(zhàn)又是什么？本文旨在探討IoMusT的可能性和局限性。

IoMusT的組成部分

要了解IoMusT，我們必須探索組成系統(tǒng)的組件。IoMusT由硬件和軟件組件組成，分為三類：1）音樂本身，2）連接性，3）應(yīng)用程序和服務(wù)。

1、音樂設(shè)備

音樂設(shè)備是具有感測、驅(qū)動、連接和軟件功能的設(shè)備，藝術(shù)家或觀眾均可使用。 音樂設(shè)備可以包括智能樂器、可穿戴的觸覺音樂、網(wǎng)絡(luò)揚聲器系統(tǒng)和智能調(diào)音臺。

市場上有許多這樣的設(shè)備，例如Elk Audio的Sensus Smart Guitar，這是一種增強了無線傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的吉他。 瑞典電子公司Teenage Engineering最近推出了Rumble，這是一種用于合成器OP-Z的靜音觸覺低音炮模塊。它重現(xiàn)了原聲樂器所經(jīng)歷的自然低音振動，并通過數(shù)字齒輪將其轉(zhuǎn)化。

Rumble模塊，使用戶可以“感受節(jié)奏” 圖片來源：Teenage Engineering

音樂家的另一種設(shè)備是稱為Soundbrenner的可穿戴設(shè)備，該設(shè)備可作為節(jié)拍器在演奏者的手腕上振動，同時還可以用作接觸式調(diào)諧器和分貝檢測（dB meter）。

然后，當(dāng)然還有無處不在的智能音箱，例如Amazon Alexa和Google Home，它允許用戶將音樂投射到通過同一Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備上。

2、連通性

與任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一樣，連接性是關(guān)鍵因素。

IoMusT支持本地和遠(yuǎn)程通信中的有線和無線通信，例如，以促進(jìn)本地和遠(yuǎn)程音樂會體驗。 IoMusT設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行連接，以確保不同接口層和音樂設(shè)備之間的互操作性和兼容性。

SENSUS 是一把吉他，是一個360度的無線音樂系統(tǒng)，同時也是一個智能物聯(lián)網(wǎng)樂器，他在不通電的情況下還可以是一把木吉他。演奏者可以添加任何效果，直接播放或演奏他們喜歡的音樂。他們還可以通過網(wǎng)絡(luò)和異地的朋友協(xié)同演奏，并且把滿意的作品記錄和分享到其他平臺。Sensus的產(chǎn)生由創(chuàng)始人Michele Benincaso提出，他是一位來自于Cremonas Antonio Stradivari學(xué)校的意大利音樂大師，并得到許多意大利科學(xué)家和藝術(shù)家的幫助。他們是：Carlo Fischione，物聯(lián)網(wǎng)方面的教授隸屬于MIT和哈佛，Luca Turchet，電子音樂和人機(jī)交互的專家以及Stefano Zambon，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師，在電子樂器研發(fā)方面有豐富的經(jīng)驗。

Elk Audio說，Sensus吉他是第一款智能吉他，它允許用戶添加任何數(shù)量的調(diào)制和效果而無需額外的放大器，配件或計算機(jī)。

但是，連接性的主要挑戰(zhàn)涉及實時應(yīng)用。為了獲得高質(zhì)量的音頻，IoMusT生態(tài)系統(tǒng)要求低延遲，高可靠性和緊密同步。

3、應(yīng)用程序和服務(wù)

可以使用Web工具和API為IoMusT構(gòu)建和定制更多的交互式體驗，從而為藝術(shù)家、制作人和觀眾提供有意義的體驗。

例如，讓用戶連接到智能樂器將允許粉絲跟隨音樂家的演奏方式。這可能會擴(kuò)展到使用IoMusT設(shè)備將觀眾直接參與音樂會的過程，從而將內(nèi)容從音樂家的智能樂器傳遞到觀眾成員的智能手機(jī)，反之亦然。

當(dāng)Eventbrite收購RFID芯片制造商Scintilla Technologies來設(shè)計“可穿戴票”時，這種應(yīng)用便出現(xiàn)了，當(dāng)可穿戴者通過RFID天線下方時，它們將迅速獲得批準(zhǔn)。

那些學(xué)習(xí)演奏音樂的人也可以從連接到IoMusT的電子學(xué)習(xí)平臺中受益，該平臺可以收集和分析有關(guān)學(xué)生演奏方式的數(shù)據(jù)。

音樂物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)與解決方案

正如盧卡·圖切特（Luca Turchet）等研究人員所言，IoMusT生態(tài)系統(tǒng)與任何其他IoT設(shè)備一樣面臨許多相同的挑戰(zhàn)和解決方案，但是由于IoMusT對同步性、設(shè)備兼容性和某些設(shè)計約束的依賴，這些限制中的一些更為夸張。

IoMusT設(shè)備的設(shè)計人員面臨著整個系統(tǒng)中的電池和能耗問題。設(shè)計人員還可能應(yīng)對使計算單元小型化以支持低延遲、感應(yīng)、驅(qū)動和RF通信的問題。 目前，可穿戴設(shè)備和VR技術(shù)在這方面正在穩(wěn)步發(fā)展。

延時對IoMusT體驗是致命的

實時音樂需要通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠的音頻傳輸，關(guān)鍵是低延遲。 實時音樂的需求可能給設(shè)計人員建立旨在實現(xiàn)近乎完美傳輸質(zhì)量的通信網(wǎng)絡(luò)帶來巨大壓力。為此，IoMusT設(shè)備必須以穩(wěn)定的接收速率傳輸音頻信號，并在兩個智能設(shè)備之間實現(xiàn)令人滿意的同步。

通信網(wǎng)絡(luò)可能無法接收消息，這可能導(dǎo)致抖動和數(shù)據(jù)接收錯誤。在使用各種時鐘頻率的設(shè)備的音頻流中，同步成為一個更大的問題。

擬議的IoMusT生態(tài)系統(tǒng)圖 圖片來源：Luca Turchet等人提供

有兩種方法可以解決此問題。解決方案之一是對通信波形進(jìn)行整形，以便可以通過同一波傳輸音樂和同步信息。另一種方法適應(yīng)通信協(xié)議的參數(shù)。邊緣計算的興起還可以通過減輕云計算的負(fù)擔(dān)在減少網(wǎng)絡(luò)延遲方面發(fā)揮重要作用。

標(biāo)準(zhǔn)化是關(guān)鍵

IoMusT體驗的成功還取決于網(wǎng)絡(luò)不同元素之間的兼容性。這種兼容性對于延遲和通道上的同步信號傳輸至關(guān)重要。用戶必須與一系列設(shè)備建立通用的通信協(xié)議。

這就要求開發(fā)與不同音樂事物有關(guān)的臨時協(xié)議和交換格式。設(shè)計人員還可能專門為IoMusT終端應(yīng)用程序開發(fā)單獨的API。另一個方面將涉及定義用于存儲音樂文件的新格式。

開啟藝術(shù)潛力的技術(shù)

IoMusT有望帶來更身臨其境的音樂表演。它使用戶可以輕松共享數(shù)據(jù)，以進(jìn)行音頻制作，電子學(xué)習(xí)和音樂設(shè)計。

IoMusT產(chǎn)生了許多新交互，用于表達(dá)音樂，聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程音樂表演以及通過人機(jī)交互和人工智能開發(fā)靈感藝術(shù)。盡管物聯(lián)網(wǎng)這一分支的設(shè)計人員必須面對低延遲，同步和標(biāo)準(zhǔn)化的問題，但針對這些障礙的解決方案必將打開更多有趣且富有創(chuàng)意的音樂表達(dá)方式。