Keman yapımının bir sanat formu olduğu konusunda şüphe yok. Bu, bir müzisyenin kulağını, bir zanaatkarın becerisini ve tarihçinin zamanla öğrenilen derslere olan takdirini gerektirir. Bir keman yapmak aynı zamanda güven de gerektirir: Keman yapımcıları, ya da lutiyerler, genellikle tüm emeklerinin nasıl bir ses çıkaracağını duymak için enstrümanın bitmesini beklemek zorundadırlar.
Ancak MIT mühendisleri tarafından geliştirilen yeni bir araç, lutiyerlere bir kemanın tasarımıyla oynamalarına ve tek bir parçayı oymadan önce sesini ayarlamalarına yardımcı olabilir.
Bugün npj Acoustics dergisinde yayımlanan bir çalışmada, MIT ekibi yeni bir "hesaplamalı keman" üzerinde rapor veriyor — enstrümanın detaylı fiziğini yakalayan ve telleri çekildiğinde bir kemanın sesini gerçekçi bir şekilde üreten bir bilgisayar simülasyonu.
Sanatçılar tarafından üretilen sanal kemanlarla oynamaya olanak tanıyan yazılım programları ve eklentiler mevcut olsa da, bu sesler genellikle gerçek kemanlar tarafından çalınan binlerce nota üzerinden örnekleme ve ortalama almanın bir sonucudur.
Bu bağlamda, yeni hesaplamalı keman fizik temelli bir yaklaşım benimsemektedir: Enstrümanın, titreşen telleri de dahil olmak üzere, çevredeki hava ile fiziksel etkileşimine dayalı olarak ses üretir.
Bir gösterim olarak, araştırmacılar hesaplamalı kemanı iki kısa alıntı çalmak için kullandılar: biri “Bach’ın Sol Minör Fügü”nden, diğeri ise bilgisayar tarafından sentezlenmiş sesle üretilen ilk şarkıya bir selam niteliğindeki “Daisy Bell”den.
Hesaplamalı keman şu anda çekilen tellerin sesini simüle ediyor — müzisyenlerin “pizzicato” olarak bildiği bir çalma türü. Araştırmacılar, keman yayının modellemesi için çok daha karmaşık bir etkileşim olduğunu belirtiyor. Ancak hesaplamalı keman, bir gün yay modellemesi ile birleştirilerek gerçekçi, yaylı keman müziği üretebilecek bir telli keman sesinin ilk fizik temelli temelini temsil ediyor.
Şu anda, ekip yeni sanal kemanın keman tasarımının ilk aşamalarında kullanılabileceğini söylüyor. Lutiyerler, bir kemanın ahşap türü veya gövdesinin kalınlığı gibi belirli parametreleri ayarlayabilir ve ardından enstrümanın vereceği sesi dinleyebilirler.
“Günümüzde insanlar, bir keman yaparak, sesi karşılaştırarak ve ardından bir sonraki enstrümana değişiklik yaparak tasarımları yavaş yavaş geliştirmeye çalışıyorlar,” diyor MIT'den kıdemli araştırma bilimcisi Yuming Liu. “Bu çok yavaş ve pahalı. Artık sanal olarak bir değişiklik yapabilir ve sesin ne olacağını görebilirler.”
“Zanaatkarın sihrini yeniden üretebileceğimizi söylemiyoruz,” diye ekliyor MIT'de makine mühendisliği profesörü Nicholas Makris. “Biz sadece keman sesinin fiziğini anlamaya çalışıyoruz ve belki de lutiyerlere tasarım sürecinde yardımcı olabiliriz.”
Makris ve Liu’nun MIT'deki ortak yazarları arasında Arun Krishnadas PhD ’23 ve eski doktora sonrası araştırmacı Bryce Campbell ile North Bennet Street Okulu'ndan Roman Barnas yer alıyor.
Ses matris
Bir kemanın ses kalitesi, boyutları ve tasarımı ile belirlenir. Enstrüman, sesi üretmek ve güçlendirmek için tüm parçaların ve malzemelerin dikkatlice işlenmesiyle yapılır. Son yıllarda bilim insanları, zanaatçıların yüzyıllar boyunca sezdiği, bir kemanın sesini şekillendiren belirli parametreleri anlamaya çalıştılar.
2006 yılında yapılan erken bir çalışmada, bilim insanları Strad3D projesinin bir parçası olarak nadir bir Stradivarius kemanı bir CT tarayıcısından geçirdiler. Keman, 1715 yılında üstat keman yapımcısı Antonio Stradivari tarafından, keman yapımının “Altın Çağı” olarak kabul edilen dönemde yapılmıştır. Kemanın anatomisini ve sesle olan ilişkisini daha iyi anlamak için bilim insanları enstrümanı taradı ve 600 “dilim” veya görünüm üretti.
CT taramaları, insanların görüntüleyip kendi deneyleri için veri olarak kullanabilmesi için çevrimiçi olarak mevcuttur. Çalışmaları için, Makris ve meslektaşları önce CT taramalarını katı modelleme yazılımı programına aktardılar ve kemanın detaylı üç boyutlu modelini oluşturmak için kullandılar. Ardından, kemanı milyonlarca küçük bireysel küpe,
