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Wir ehren Johann Sebastian Bach mit unserem ersten KI-powered Doodle
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Wir ehren Johann Sebastian Bach mit unserem ersten KI-powered Doodle

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Habt ihr euch jemals gefragt, wie Johann Sebastian Bach klingt, wenn er so richtig abrocken würde? Das könnt ihr mithilfe unseres heutigen Doodles herausfinden – dem ersten Doodle, das auf künstlicher Intelligenz basiert. Wir würdigen damit Bachs Geburtstag und sein Vermächtnis als einen der größten Komponisten aller Zeiten. Als barocker Musiker und Komponist des 18. Jahrhunderts schuf Bach Hunderte von Kompositionen, darunter Kantaten, Konzerte, Suiten und Choräle. Heute könnt ihr eure eigene Melodie in unser Doodle eingeben und das dahinterliegende Machine-Learning-Modell wird sie in den Stil von Bach umwandeln. Außerdem könnt ihr euch mithilfe des Doodles bekannte Melodien in Bachs Stil oder eure Komposition in einem modernen Rock-Stil anhören.

Das heutige Doodle ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen den drei Google-Teams Magenta, Doodle und PAIR. Der erste Schritt, um so ein Doodle zu entwickeln? Ein Machine-Learning-Modell kreieren, auf dem das Doodle basiert. Maschinelles Lernen ist der Prozess, einem Computer beizubringen, seine eigenen Antworten zu finden, indem man ihn mit vielen Beispielen “füttert”. Im Vergleich dazu steht die traditionelle Computerprogrammierung, bei der man einem Computer eine Reihe von Regeln vorgibt, die er dann befolgen muss. Anna Huang, eine KI-Expertin aus unserem Magenta-Team, entwickelte Coconet, ein vielseitiges Machine-Learning-Modell, das für eine Reihe von musikalischen Aufgaben eingesetzt werden kann. Dazu zählt zum Beispiel Musik zu erzeugen, ohne irgendwelche musikalischen Fragmente wie eine Melodie zu haben. Wenn ihr mehr über die technischen Details erfahren möchtet, schaut euch den heutigen Magenta Blogpost an.

Der nächste Schritt des Prozesses: Das KI/ML-Modell an den Musikstil von Bach anpassen. Dazu haben wir Coconet an 306 choralen Harmonisierungen von Bach trainiert. Seine Choräle haben immer vier Stimmen, von denen jede ihre eigene Melodielinie trägt, während sie im Zusammenspiel eine harmonische Progression erzeugen. Diese prägnante Struktur macht sie zu guten Trainingsdaten für ein Machine-Learning-Modell. Wenn ihr also eine eigene Melodie auf dem Modell im Doodle erstellt, harmonisiert es diese Melodie in Bachs spezifischem Stil.

Neben den künstlerischen und maschinellen Lernelementen des Doodles brauchten wir eine Menge Computerleistung (oder Server), damit jeder Nutzer auf der ganzen Welt mit dem Doodle interagieren kann. Die Vergangenheit zeigt: Viele unserer Nutzer probieren unsere interaktiven Doodles aus. Vor dem Hintergrund, dass so ein KI-powered Doodle viel Rechenleistung erfordert, mussten wir uns nach einer passenden Lösungen umsehen.

Gefunden haben wir sie bei unseren PAIR-Entwicklern, die TensorFlow.js kreiert haben. TensorFlow.js ermöglicht maschinelles Lernen innerhalb des Browsers mithilfe der Graphics Processing Unit (GPU) des jeweiligen Geräts. Für den Fall, dass euer Gerät nicht schnell genug ist, um das Doodle mit TensorFlow.js auszuführen, wird das Doodle über die neuen Tensor Processing Units (TPUs) von Google bereitgestellt. TPUs wurden für die schnelle Abwicklung von maschinellem Lernen entwickelt und werden in globalen Rechenzentren eingesetzt. Das Bach-Doodle ist das erste, das TPUs verwendet.

Die Mission aller drei Teams findet sich auch im Endprodukt wieder: Eines der Ziele von PAIR ist es, Maschinelles Lernen jedem zugänglich zu machen. Magenta möchte den Nutzern helfen, mithilfe von maschinellem Lernen Musik und Kunst zu kreieren. Das Doodle-Team hingegen sorgt für ein abwechslungsreiches Weberlebnis für Google-Nutzer. Unser heutiges Doodle ermöglicht es unseren Nutzern, spielend etwas über das Thema Maschinelles Lernen zu erfahren und auf unterhaltsame Art und Weise Musik zu kreieren.

Also, legt los und schafft eure eigenen Harmonien im Stil von Johann Sebastian Bach!