Học sinh chuyên Lê Hồng Phong thiết kế ứng dụng sáng tác nhạc đờn ca tài tử từ AI

Học sinh chuyên Lê Hồng Phong thiết kế ứng dụng sáng tác nhạc đờn ca tài tử từ AI - Audio

00:00 / 00:00

An audio error has occurred, player will skip forward in 2 seconds.

1 Học sinh chuyên Lê Hồng Phong thiết kế ứng dụng sáng tác nhạc đờn ca tài tử từ AI Audio

Mong muốn bảo tồn và phát huy giá trị văn hóa truyền thống, nhóm học sinh lớp 11 chuyên tin, Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (TP.HCM) là Nguyễn Tấn Đức và Hà Nhật Bảo đã thiết kế Ứng dụng học sâu trong sáng tác nhạc tự động định hướng bảo tồn và phát triển đờn ca tài tử.

Tính sáng tạo, nhân văn và giá trị thực tiễn cao, ứng dụng đã xuất sắc đoạt giải nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học cấp quốc gia năm học 2024-2025.

Chỉ cần nhập văn bản là ra bản nhạc

Chia sẻ về ý tưởng thực hiện dự án, nhóm nghiên cứu cho hay, xuất phát từ niềm yêu thích âm nhạc, mong muốn có thể tạo ra một công cụ giúp người dùng dễ dàng sáng tác được những bản nhạc theo tâm trạng, cảm hứng, nhu cầu. Song trong quá trình tìm hiểu xây dựng bộ dữ liệu, nhóm nhận thấy các dữ liệu về cổ nhạc xuất hiện quá mờ nhạt và gần như bị lấn át bởi các dòng nhạc hiện đại. Nghiên cứu đã được chuyển hướng tìm ra giải pháp để bảo tồn, phát triển dòng cổ nhạc, cụ thể là đờn ca tài tử.

“Đờn ca tài tử là dòng cổ nhạc rất gần gũi với người dân Nam bộ nhưng lại khá xa lạ với giới trẻ. Thông qua dự án, chúng em mong muốn sử dụng trí tuệ nhân tạo thiết kế ra được một ứng dụng để dòng nhạc này trở nên thịnh hành hơn, dễ dàng tiếp cận hơn với giới trẻ, từ đó bảo tồn và phát huy giá trị của âm nhạc truyền thống” – Hà Nhật Bảo chia sẻ.

Đề tài được hoàn thành trong 6 tháng. Trong đó, Nhật Bảo có vai trò xử lý dữ liệu; Tấn Đức có nhiệm vụ thiết kế mô hình. Trong quá trình nghiên cứu, đôi bạn có sự hỗ trợ qua lại với nhau.

Nguyễn Tấn Đức (trái) và Hà Nhật Bảo đang kiểm tra lại ứng dụng

Ứng dụng gồm 3 mô hình kỹ thuật chính: Biểu diễn âm thanh phù hợp với kiến trúc sâu để sáng tác được những bản đờn ca tài tử; thiết kế mô hình nhập văn bản (yêu cầu về bản nhạc) được mã hóa và biểu diễn số học thành bản nhạc hoàn chỉnh; mô hình xử lý những đặc trưng để tạo ra bản nhạc mới.

“Với ứng dụng, cho phép mọi người có thể sáng tác được các bản nhạc đờn ca tài tử chỉ bằng việc mô tả văn bản. Người dùng khi đưa ra yêu cầu càng chi tiết bao nhiêu thì bản nhạc càng tiệm cận với mong muốn bấy nhiêu, có thể là yêu cầu sáng tác bản nhạc đờn ca tài tử mang âm hưởng vui tươi, tạo cảm giác không gian lễ hội, cung đình…, chỉ sau 0,5 giây đã cho ra một bản nhạc hoàn chỉnh theo đúng yêu cầu của người dùng” – Tấn Đức giới thiệu.

Trong 3 mô hình của ứng dụng, khó nhất là công đoạn tạo ra một bản nhạc mới chỉ từ những yêu cầu văn bản của người dùng. Bởi lẽ, đờn ca tài tử Nam bộ có đặc trưng khác với âm nhạc hiện đại, đó là những bản nhạc rất dài, có khi lên đến 10-15 phút, gồm nhiều loại nhạc cụ phức tạp khác nhau như đàn cò, đàn kìm, đành tranh, đàn bầu, sáo, song lan… Với đặc thù này, các mô hình hiện có gặp nhiều khó khăn để giải quyết các dữ liệu về cả chi phí, thời gian tính toán, đặc biệt tạo ra các bản nhạc có cấu trúc mạch lạc.

Nhóm nghiên cứu phải tạo ra một mô hình mới để giải quyết các thách thức hiện có, cụ thể hóa những khó khăn khi đối diện với dữ liệu đờn ca tài tử. Khó khăn nữa là về thời gian. Để có thể xử lý dữ liệu và âm thanh thì cần rất nhiều thời gian, cùng với đó là chi phí tính toán các file audio. Quá trình xử lý dữ liệu phát sinh ra một số trục trặc khi các file audio tạo lỗi. Ngoài ra, do đây là mô hình mới được tích hợp những kỹ thuật mới vì thế nhóm phải lập trình lại từng phần của mô hình, tuy nhiên sau khi tích hợp thì phát sinh lỗi mới.

“Những lỗi này lại rất lạ, đôi khi không nằm trong phần kiến thức mà chúng em đã được học, được tham khảo. Do vậy, nhóm phải nghiên cứu, mày mò, tham khảo dữ liệu từ các nguồn tài liệu quốc tế, sử dụng khả năng tiếng Anh “đọc” lỗi phát sinh, vận dụng các kiến thức để chỉnh sửa code. Có những hôm 2 đứa phải thức xuyên đêm để giải quyết các lỗi, kịp thời gian tham gia cuộc thi quốc gia. Trải qua nhiều công đoạn, nhiều công sức, thời gian mới có thể hoàn thiện được mô hình” – Tấn Đức nói.

2 đóng góp chính trong nghiên cứu

Cũng theo nhóm nghiên cứu, 2 đóng góp chính trong nghiên cứu cho tới hiện tại đó là cải tiến mô hình để xử lý được các chuỗi dài mà không tốn quá nhiều chi phí tính toán, cùng với đó giúp mô hình tạo ra được bản nhạc có cấu trúc mạch lạc hơn để có thể nắm bắt được đầy đủ những phần nhạc lý khác nhau của âm nhạc, tạo ra bản đờn ca tài tử chất lượng, nghe hay hơn.

Để mô hình tạo ra một bản nhạc hoàn chỉnh, nghiên cứu đã trải qua 5 giai đoạn phát triển, từ những bản nhạc đầu tiên chỉ có 1 nhạc cụ duy nhất, đánh trong 1 tuyến giai điệu rất lộn xộn, lúc nhanh, lúc chậm cho đến điều chỉnh mô hình tạo ra bản nhạc hài hòa, phối hợp được nhiều nhạc cụ; Kế đó là tích hợp cho phép tạo nhạc từ mô tả văn bản; Tách nhạc cụ với giọng hát để huấn luyện mô hình học với nhạc cụ. Giai đoạn cuối là cải tiến cấu trúc để huấn luyện nhạc cụ.

“Các mô hình học sâu khi phải đối diện với các file audio quá dài như của đờn ca tài tử thường sẽ yêu cầu chi phí tính toán lớn. Do đó nếu không có cơ chế, cải tiến để giảm chi phí tính toán thì có thể sẽ tốn nhiều tiền để huấn luyện” – Tấn Đức nói.

Thầy Đỗ Quốc Anh Triết cùng nhóm nghiên cứu

Sẽ phát triển mô hình cho phép phối nhạc truyền thống với hiện đại

Khi tiếp cận với đờn ca tài tử, quá trình nghiên cứu nhóm đã nhận được sự hỗ trợ từ PGS.TS Nguyễn Thị Mỹ Liêm – Phó Chủ tịch Hội Âm nhạc TP.HCM, về kiến thức, lý thuyết, những đặc trưng về đờn ca tài tử. Bà cũng là người trực tiếp đánh giá, thẩm định các bản nhạc đờn ca tài tử do ứng dụng tạo ra.

“Do mô hình có sự chuẩn bị về dữ liệu tốt cũng như có sự điều chỉnh sau đó, PGS.TS Nguyễn Thị Mỹ Liêm đã đánh giá chất lượng những bản nhạc do ứng dụng tạo tương đối tốt” – Tấn Đức và Nhật Bảo vui mừng.

Trong khi đó, đôi bạn cho hay, thầy Đỗ Quốc Anh Triết – giáo viên trực tiếp hướng dẫn dự án lại đóng vai trò như một quân sư. Nhờ những chỉ dẫn, kinh nghiệm của thầy qua nhiều năm hướng dẫn nghiên cứu khoa học đã giúp nhóm nghiên cứu tìm được hướng đi phù hợp để chắc chắn trong quá trình nghiên cứu, tiết kiệm được thời gian, chi phí, hoàn thiện dự án.

Về hướng nghiên cứu sắp tới, nhóm cho biết sẽ hướng tới 2 vấn đề chính: cho phép mô hình tạo nhạc có giọng hát, bởi giọng hát là một thành phần quan trọng trong dòng nhạc đờn ca tài tử; cho phép mô hình tạo ra các bản phối kết hợp nhạc cổ và nhạc hiện đại, hướng tới tiếp cận đến đông đảo đối tượng hơn, nhất là giới trẻ.

Nhóm nghiên cứu kỳ vọng: Kết hợp giữa nhạc truyền thống và hiện đại đang là xu hướng âm nhạc hiện nay. Chúng ta có thể thấy hiện tượng Bắc Bling của Hòa Minzy. Do vậy, nếu có thể tạo ra một mô hình AI mà ai cũng có thể sáng tác được các bản phối hay mà không nhất thiết phải là nhạc sĩ, ca sĩ thì chắc chắn dòng nhạc sẽ có sức sống, góp phần bảo tồn và phát triển dòng nhạc đờn ca tài tử trong thời đại số hiện nay.

Ngoài ra, tương lai sẽ phát triển mô hình hướng tới giải quyết vấn đề về các dòng nhạc truyền thống, dòng nhạc cổ đang dần biến mất bởi dòng nhạc hiện đại. “Đó là lý do mà mô hình hiện nay đang được chúng em tiếp cận với phương pháp tối ưu dữ liệu cho việc thiếu thốn dữ liệu, cùng với đó là mô hình hóa chuỗi dài và phức tạp, giảm chi phí tính toán” – Tấn Đức chia sẻ.

Yến Hoa