前NASA工程师让钢琴开口说英文，还能自弹世界上最难曲目，快到冒烟

金磊 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

当一位前NASA工程师，遇到一架钢琴，会擦出怎样的火花？

以为就是弹弹琴？

年轻了。

他能让这架钢琴说！英！！语！！！

瞧，这台经过改良的钢琴Chopstix （筷子），跟他对话的画风是这样的：

而且不止是说英语，筷子还能轻松驾驭全世界最难的钢琴曲（快到冒烟的那种）：

钢琴竟能“疯狂”如斯，引来不少网友们的围观：

不过这时你可能会问了，它出的声儿不还是钢琴的音吗？怎么就成“说英语”了呢？

别急，我们这就来扒一扒。

用傅里叶变换让钢琴说英语

这位前NASA工程师、油管博主叫做Mark Rober （下文简称“小马哥”）。

在他看来，我们人类的语音是可以用波形来进行可视化，例如这样：

但如果把其中的一小个片段放大，可以很简单地看到，这个波形的模式像是在“有节奏地重复”：

小马哥表示，对于任何信号，几乎都可以把它表示为纯正弦波的总和。

然后他就想到了利用信号处理领域中最受欢迎的工具之一——傅里叶变换。

于是，小马哥便把傅里叶变换用到了他的钢琴项目中：

只考虑音符所对应的峰值来重现声音。

以此类推，小马哥用这种方式对整段钢琴声音做了处理，就得到了对应的近似（不完全是）信号。

若是这种方式用对了，就可以得到这样的结果，例如小马哥对着钢琴说了一句：

Hey Chopstix！Repeat after me！

然后“筷子”就会用钢琴的声音来复述这句话：

当然，在这个期间，小马哥承认自己在这个过程中“作弊”了——利用了人类大脑的bug。

也就是说，若是闭上眼睛仅仅去听“筷子”弹的声音，我们很难去理解它在说什么。

但配上眼睛所看到的字幕，就会让人产生“好像真是这么一回事”的感觉。

小马哥对此解释说：

人类大脑在收集周围环境的信息中，有80%来源于视力。

即便我们在边听边看，视力依旧是在主导的感官。

……

而除了“说英语”外，作为一架钢琴，“筷子”在本职业务上也有较好的表现。

轻松驾驭世界最难曲子

小马哥在弹奏这件事儿上，给“筷子”挑了一首人类几乎无法演奏的曲子——《Rush E》。

这曲子有多离谱，看下谱子就知道了：

而大家都知道，钢琴在按下一个键后，即便手指释放了，还会有点延长音。

为了让钢琴的声音足够干脆利落，小马哥便对钢琴做了个改良。

如果只要求出声的话，最简单的构造是这样的，按下去，敲击到琴弦就行：

而为了做到按键释放的瞬间声音就停止，它现在变成了这样：

之后便来到了让“筷子”自己演奏这一环节。

小马哥表示，100多年前就有人实现了让钢琴自己演奏的功能，当时的方法是通过一张滚动的纸，由上面的打孔来控制钢琴的按键：

但这种方法的缺点，便是时间无法精准控制，而且按琴键的力度是“全力”。

因此，小马哥便搞了一排“螺线管”， 将它们一个个地安装到了刚才改良部件的下方：

这种螺线管不仅能精准控制时间，而且还能提供127种弹奏的力度，这就能在音效上逼近人类。

于是，“筷子”在种种改良的加持下，也就有了开头展示的、轻松驾驭超高难度《Rush E》的名场面了：

但其实最后的冒烟，是小马哥搞的效果而已。

而在有了多种能力之后，“筷子”也就能够实现自弹自唱了：

（一首Rick rolled送给大家）

网友：圆梦了

对于这样的一架钢琴，网友们表示出了感慨。

例如有人就表示“圆梦了”：

太疯狂了，我一直想看Rush E急速地演奏。

也有网友表示，“这也是第一次被一个会说话的钢琴Rick Rolled了”：

但讲真，这种脑洞大开的事儿，小马哥并不是第一次做。

毕竟身为前NASA工程师，技术过硬的他还曾经为了报复偷快递的人，自制了“臭屁炸弹”，把小偷们整得不要不要的……

想要了解小马哥更多有趣的项目，可以查看他的个人主页哦

参考链接：

https://www.youtube.com/watch?v=uBEL3YVzMwk

个人主页：

https://www.youtube.com/channel/UCY1kMZp36IQSyNx_9h4mpCg