Các vật liệu trở thành “nàng thơ” âm nhạc

Marco Buongiorno Nardelli chơi sáo ở nhiều câu lạc bộ âm nhạc. Nguồn : Society of Composers, Inc .

Trong nhiều năm, Marco Buongiorno Nardelli sống một cuộc đời “hai mặt”. Cả ngày, anh là một nhà vật lý, tính toán những đặc tính của các phân tử và vật liệu hoặc tối ưu các thiết kế những thiết bị nano cho chuyển đổi năng lượng. Về đêm, anh trở về với âm nhạc, thường cùng ngồi các nhạc sỹ khác trong những câu lạc bộ nhạc jazz mù mịt khói thuốc lá hoặc “trộn” các âm thanh điện tử với tiếng động đường phố của các thành phố Ấn Độ. Ngày nay, cả hai khuôn mặt cuộc đời này của anh đã nhập thành “MaterialsSoundMusic” – một dự án dùng âm nhạc để khám phá dữ liệu vật liệu và lần lượt dữ liệu truyền cảm hứng sáng tác các tác phẩm âm nhạc.

Dự án “ MaterialsSoundMusic ” đã tạo ra âm nhạc từ tài liệu trải qua một thuật toán trí tuệ tự tạo có năng lực lập map nguồn năng lượng của vật tư để tập hợp chúng vào 88 phím của cây đàn piano. Nguồn : physics.aps.orgBuongiorno Nardelli, giáo sư vật lý trường ĐH North Texas ( UNT ), nhận dự án Bất Động Sản vào thời gian Sáng kiến hệ gene vật tư – dự án Bất Động Sản được White House mở năm 2011 để thôi thúc tò mò về những vật tư mới. Là một phần của sáng tạo độc đáo này, anhđã tham gia vào việc tăng trưởng AFLOWLIB – một cơ sở tài liệu trực tuyến để lập hạng mục những đặc tính của hàng triệu vật tư sống sót trên kim chỉ nan. Các nhà nghiên cứu trên quốc tế hoàn toàn có thể truy vấn tự do vào cơ sở tài liệu này để tìm một loại vật tư siêu dẫn, sắt kẽm kim loại, hay gốm tương thích nhất với những ứng dụng họ cần .Trong quy trình tăng trưởng cơ sở tài liệu này, Buongiorno Nardelli đã xem xét hai câu hỏi : Thứ nhất hoàn toàn có thể tinh lọc trải qua lượng tài liệu lớn của AFLOWLIB. Vậy những đặc tính của một vật tư hoàn toàn có thể được tái hiện để những nhà nghiên cứu hoàn toàn có thể nhanh gọn tiếp đón và nhìn nhận chúng ? Vấn đề thứ hai là thử thách vượt xa hơn pham vi đó. Các vật tư không quá điệu đàng như những vụ sáp nhập lỗ đen hay “ hạt của Chúa ”. Vậy hoàn toàn có thể làm gì để những đặc tính eletron hay mạng tinh thể mê hoặc được sự tưởng tượng của công chúng ? Với Buongiorno Nardelli, người đã chơi nhạc và sáng tác âm nhạc từ khi lên 6, câu vấn đáp rõ ràng là cả hai yếu tố đều là “ đụng chạm ” đến âm thanh .Đầu tiên, anh phải trao cho những vật tư một “ giọng nói ”. Vì vậy ông đã làm điều đó bằng tài liệu “ sonification ” – một cách sử dụng âm thanh không lời để truyền tải thông tin hoặc nhận ra tài liệu. Thay vì chấm thành những điểm trên biểu đồ, sonification truyền tài liệu đến tai tất cả chúng ta. Ý tưởng này không phải là mới – nó được gợi ý từ bộ đếm Geiger-Müller, một thiết bị giúp phát hiện tia gamma, hạt alpha, hạt beta và những dạng khác của bức xạ ion hóa – gần đây được sử dụng trong nhiều nghành nghề dịch vụ khác nhau, từ vật lý thiên văn đến khoa học khí hậu. Tuy nhiên những điều tra và nghiên cứu về vật tư thì chưa từng “ đụng ” đến nó .

Để truyền âm thanh vật liệu, Buongiorno Nardelli viết các thuật toán có khả năng lựa chọn các tín hiệu từ các bộ dữ liệu của cấu trúc vùng năng lượng và mật độ của các trạng thái điện tử – hai tính chất xác định cách các eletron chuyển động trong một vật liệu như thế nào. Một trong những thuật toán đó đã vẽ ra bản đồ năng lượng giữa mức −15 và +5 eV vào 88 phím đàn piano rồi ấn định một biên độ cho từng nốt nhạc trên cơ sở mật độ của các trạng thái tại mức năng lượng tương ứng. 

Các ví dụ truyền dẫn âm thanh của những vật tư từ cơ sở tài liệu AFLOWLIB, như silicon, carbon, germanium, hay thiếc đều có trên website của anh. Khi nghe, người ta hoàn toàn có thể thấy những vật tư này không tạo ra âm thanh đẹp như những tổ khúc cello hay mê hoặc như những khúc nhạc pop mà chỉ là những tích hợp của âm thanh nghịch tai, như cú nhún của mèo lên phím đàn. Dẫu vậy, mỗi vật tư đều “ hát ” lên một hợp âm độc nhất vô nhị và hoàn toàn có thể phân biệt được chúng. Mỗi vật tư như silicon và germanium – những loại có tỷ lệ trạng thái điện tử có vẻ như tựa như nhau khi được vẽ ra trên một biểu đồ nhưng lại tạo ra những hợp âm hoàn toàn có thể thuận tiện phân biệt, ngay cả với những người không am hiểu về âm nhạc .Vật điều này hoàn toàn có thể giúp những nhà khoa học thuận tiện tìm ra loại họ muốn trong những cơ sở tài liệu về vật tư ? Còn quá sớm để nói ra điều này, Buongiorno Nardelli nói. Những ngày này anh đang triển khai những thử nghiệm, trong đó anh hỏi những người tham gia chọn những vật tư tựa như nhau trong một nhóm lựa chọn, hoặc dựa vào tỷ lệ trạng thái trên những sơ đồ hoặc âm thanh được tạo ra từ những thuật toán của anh. Kết quả bắt đầu thật đáng khuyến khích : những thử nghiệm âm thanh và thị giác đều đúng mực. “ Nhưng cách truyền dẫn âm thanh vẫn mới chỉ ở quy trình tiến độ đầu và cần rất nhiều sức lực lao động để trau dồi người tham gia và tinh lọc những công cụ của chúng tôi ”, anh nhận xét. Công việc mang tính nền tảng này hoàn toàn có thể dẫn đến những cơ sở tài liệu để những nhà khoa học hoàn toàn có thể tìm thấy những vật tư thiết yếu với những đặc thù tựa như nhau theo cùng một cách mà những người dùng những nền tảng âm nhạc trực tuyến như Spotify hay Pandora vẫn dùng để tìm ra những bài hát với chất lượng tựa như .

Ý tưởng phong cách thiết kế của một khu công trình 3 D, trong đó những người theo dõi hoàn toàn có thể đi quanh những hạt nhân của một tinh thể khổng lồ trong khi nghe âm nhạc được sinh ra từ những đặc tính âm thanh của cùng một loại vật tư. Nguồn : physics.aps.org

Sự tiện ích về khoa học không phải là mục tiêu duy nhất của Buongiorno Nardelli: anh còn có mục tiêu truyền cảm hứng sáng tác âm nhạc từ việc khai thác dữ liệu vật liệu. Trong một số sáng tác gần đây của mình, anh đã vẽ ra các âm thanh vật liệu vào các thang độ âm thanh khác nhau, ngẫu nhiên hóa chúng hoặc hòa trộn chúng với âm thanh từ các nhạc cụ thông thường. Các tác phẩm của anh gồm “Âm nhạc cho 88 phím” – một tổ khúc mô phỏng tính năng của kim cương. “Tác phẩm của anh ấy chứng tỏ dữ liệu thi thoảng cũng có thể tạo ra những ý tưởng âm nhạc bất ngờ và đẹp đẽ mà những người làm sáng tác như chúng tôi không thể có được”, Jon Nelson – nhà soạn nhạc và giảng viên của trường âm nhạc thuộc trường đại học UNT, cho biết.

Buongiorno Nardelli hy vọng, sự liên kết về mặt xúc cảm với âm nhạc hoàn toàn có thể giúp người nghe nhận ra những điều đa dạng chủng loại và giàu sang của những loại vật tư. Anh hiện đang phong cách thiết kế một dàn dựng mới trên hình thức của một cấu trúc tinh thể khổng lồ với tài liệu được chuyển thành âm thanh từ chính vật tư đó. Những người tới dự hoàn toàn có thể đi dạo xung quanh tinh thể đó và lắng nghe tiếng đập của những âm tử hay điệu nhảy liên tục từ hoạt động ở những điện tử của chúng .Gặp gỡ với công chúng nhiều hơn, anh cũng tưởng tượng ra một cuộc ” chạy đua âm nhạc ” giữa những nhà nghiên cứu và nhạc sỹ trên toàn thế giới. Nếu cho rằng ngay cả cái cách điện cũng có ” năng lực âm nhạc thiên phú ” \ ” thì hãy bật chúng lên và lắng nghe .Theo tiasang.com.vn

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay