Violini e reti neurali, la AI sposa la Liuteria di Cremona
03/06/2021
Liuteria violini intelligenza artificiale violin making data driven

Intelligenza artificiale e reti neurali sono state applicate alla costruzione di violini, portando la tecnologia nell’arte della liuteria per cui è famosa la città di Cremona. Sfruttando la AI i ricercatori del Musical Acoustics Lab del Politecnico di Milano, ospitato all’interno del Museo del Violino di Cremona, sono infatti riusciti a prevedere il suono che un pezzo di legno produrrà una volta trasformato in una tavola di violino. Grazie alla AI è quindi possibile andare oltre, studiando la forma necessaria a ottenere il miglior suono possibile dallo strumento.

Lo studio ‘A data-driven approach to violin making’, pubblicato sulla rivista Nature Scientific Reports e finanziato dal Distretto Culturale della Liuteria di Cremona, è stato condotto dal fisico e liutaio cileno Sebastien Gonzalez e dal mandolinista professionista Davide Salvi, e mostra come una semplice rete neurale riesca a predire il comportamento vibratorio delle tavole di violino partendo da un limitato numero di parametri geometrici e meccanici della tavola stessa.

Il primo passo nel progetto è stato sviluppare un modello che disegna la forma di un violino come congiunzione di archi di nove circonferenze. La sua unione con un modello efficiente della curvatura basata sul violino Messia di Stradivari ha consentito ai ricercatori di disegnare una tavola di violino utilizzando solo 35 parametri.

Si è quindi proceduto a costruire un dataset di violini che funge da input della rete neurale. Il dataset include sia violini storici che nuove forme mai impiegate in liuteria, ed è stato ottenuto variando casualmente alcuni parametri come raggio, posizione del centro delle circonferenze, bombatura, spessore e caratteristiche meccaniche del legno.

Liuteria data driven violin making AI

Strumenti avanzati di modellazione vibratoria sono poi stati utilizzati per determinare il comportamento acustico di ogni violino nel dataset. La rete neurale ha quindi dimostrato di essere in grado di predire il comportamento acustico a partire dai parametri della tavola con una accuratezza vicina al 98%.

Il lavoro pone tra le mani dei liutai un promettente strumento: ricorrendo alla rete neurale sarebbe infatti possibile prevedere come un dato pezzo di legno potrà suonare se trasformato in una tavola con una certa forma. Altresì si potrebbe utilizzare la rete neurale per progettare due violini di legno diverso in maniera tale che suonino allo stesso modo. Ciò consentirà in futuro di selezionare il miglior legno per un particolare modello di violino, operazione che oggi avviene in base a sole considerazioni estetiche.

L’era dell’Industria 4.0, basata sulla digitalizzazione e l’interconnessione dei processi produttivi, ha ormai ceduto il passo a quella dell’Industria 5.0….