近日，中国搜索联合重庆科技馆举办线上活动——“我在哪”脉冲星灯塔计划暨中国航天日主题活动。其中的科普系列讲座目前已更新至第二集。在第一集里，大家学习了脉冲星的入门知识；第二集，我们邀请到中国搜索、新华社媒体融合生产技术与系统国家重点实验室工程师刘肖萌为大家带来“脉冲星控制的自动音乐生成”科普讲座。

　　这一集里，脉冲星来到地球后，接触到了地球上美妙的音乐，它发现自己的周期性电磁脉冲信号与地球上的音乐有很多相似之处，感觉十分亲切，于是萌发了做音乐家的梦想！

　　嘿你瞧，脉冲星“乐团”正在努力学习呢！

　　其实呀，脉冲星要想实现音乐梦想，并不容易，除了不断的学习以外，还需要科学家和工程师的帮助。

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　　您将会在讲座中对人工智能、大数据、深度学习等技术在音乐领域的应用有所了解，脉冲星的音乐梦想定会实现。

　　脉冲星能演唱吗？

　　哎？好像只看到它们“张嘴”，却听不到声音。原来脉冲星信号的频率不在人耳所能识别的范围，需要科学家做信号处理，转变成人耳能听到的声音。

　　工程师们创新性地实现将脉冲星的律动应用在歌曲里，把脉冲星的振动当作歌曲中的节奏元素，脉冲星的强度对应声音的强度。

　　太空搜索“录音棚”中的脉冲星节奏律动

　　这是国科大2020年送给本科新生的特别礼物——含有“宇宙深处声音”的脉冲星信号展示截图。这些声音是由中科院国家天文台的科学家和国科大师生通过中国天眼（FAST）捕获的15颗脉冲星信号转换而来。（图片来源：新华社客户端视频截图）

　　脉冲星“乐团”凭借自己的音色特点，经过人类指挥家的指挥下，可以演奏或演唱了！

　　但是，脉冲星乐团又碰到难题了，它们每次演出前都要跟人类作曲家和指挥家约时间，不能随时尽兴歌唱。

　　于是，工程师又紧急过来救场，通过巧妙的设计，给脉冲星乐团配备一名“人工智能指挥家”，自动调度脉冲星“乐手”们演奏或演唱。

　　工程师们基于深度学习的音乐生成技术让脉冲星乐团反复学习现有的音乐作品，教给它们如何分析音乐特征，并重新合成音乐作品。

　　脉冲星乐团闭关训练（刘肖萌、刘东君 制图）

　　脉冲星乐团在模仿演奏/演唱（刘肖萌、刘东君 制图）

　　脉冲星在学习了人类的音乐作品后，想玩一下音乐，挑战一下自己的学习成果。对于特定乐曲，他们可以通过不同的乐手或乐器来演绎。比如说，不仅可以用周杰伦的音色唱《双截棍》，也可以用邓紫棋的音色来唱这首歌。

　　脉冲星乐团变音色演奏/演唱（刘肖萌、刘东君 制图）

　　现在难度又升高了，脉冲星乐团想要创作自己的音乐作品。工程师们又忙起来了，通过研究和实验，发现对抗学习和强化学习等方法能实现自动作曲。就拿对抗学习方案为例，所谓对抗就是音乐生成器和鉴别器之间的对抗，鉴别器要准确判断出哪个是真的乐曲库中的作品，哪个是音乐生成器产生的假的音乐作品；而音乐生成器的最终目的是不被鉴别器查出来。

　　经过一段时间的对抗和博弈之后，音乐生成器已经具备了生成跟乐曲库中风格类似的音乐作品的能力。经过不同风格的学习，脉冲星乐团的音乐生成器能够生成不同曲风的作品，比如中国风、摇滚、爵士等。

　　脉冲星乐团根据对抗学习方案实现自动作曲

　　在科学家和工程师的帮助下，脉冲星乐团通过跟大师学习，已经可以毕业了。它们学会了演奏、演唱、模仿和创作。

　　是不是看起来还挺简单的，但是这里面凝结了许多科学家和工程师辛勤的汗水，是他们通过无数个夜以继日的研究、实验才有了这些人工智能的产品和成果，给人们的生活带来了各种便利。

　　现在很多技术还在不断的研究和开发，同学们如果感兴趣的话，欢迎你来挑战！同时也希望同学们能够爱上音乐，在学习生活中也能体会到音乐的乐趣。（刘肖萌刘东君）