什么是音樂物聯網（IoMusT）？

一把智能吉他、振動的可穿戴節拍器、一個LED腕帶，可響應您的音樂會體驗。這都是被稱為音樂物聯網的不斷發展的運動的一部分。

當今互聯世界中的大多數人都非常清楚物聯網（IoT）這個術語。但是音樂物聯網又如何呢？

根據盧卡·特切特（Luca Turchet）等研究音樂物聯網的研究人員稱，音樂物（MusT）是“一種能夠感知和交換數據以達到音樂目的的計算設備”。

音樂物聯網（“ IoMusT”）出現在許多應用中，包括具有VR體驗，聽眾參與、觸覺設備和智能演播室制作的增強和沉浸式音樂會。這些IoMusT體驗吸引了全世界的藝術家和觀眾。

例如，在泰勒·斯威夫特（Taylor Swift）的1989年專輯巡回演唱會中，2015年，歌迷進入場館后獲得了LED手鐲。這些手鏈由PixMob設計，包括紅外發射器和RFID芯片，可同步到音樂會體驗的感官方面：手鐲與音樂會演奏者的音樂，燈光和動作同步點亮，以提供更身臨其境的體驗。

但是IoMusT背后的魔力是什么？ 與物聯網這個音樂分支相關的設計挑戰又是什么？本文旨在探討IoMusT的可能性和局限性。

IoMusT的組成部分

要了解IoMusT，我們必須探索組成系統的組件。IoMusT由硬件和軟件組件組成，分為三類：1）音樂本身，2）連接性，3）應用程序和服務。

1、音樂設備

音樂設備是具有感測、驅動、連接和軟件功能的設備，藝術家或觀眾均可使用。 音樂設備可以包括智能樂器、可穿戴的觸覺音樂、網絡揚聲器系統和智能調音臺。

市場上有許多這樣的設備，例如Elk Audio的Sensus Smart Guitar，這是一種增強了無線傳感器和網絡技術的吉他。 瑞典電子公司Teenage Engineering最近推出了Rumble，這是一種用于合成器OP-Z的靜音觸覺低音炮模塊。它重現了原聲樂器所經歷的自然低音振動，并通過數字齒輪將其轉化。

Rumble模塊，使用戶可以“感受節奏” 圖片來源：Teenage Engineering

音樂家的另一種設備是稱為Soundbrenner的可穿戴設備，該設備可作為節拍器在演奏者的手腕上振動，同時還可以用作接觸式調諧器和分貝檢測（dB meter）。

然后，當然還有無處不在的智能音箱，例如Amazon Alexa和Google Home，它允許用戶將音樂投射到通過同一Wi-Fi網絡連接的設備上。

2、連通性

與任何物聯網設備一樣，連接性是關鍵因素。

IoMusT支持本地和遠程通信中的有線和無線通信，例如，以促進本地和遠程音樂會體驗。 IoMusT設備通過標準協議進行連接，以確保不同接口層和音樂設備之間的互操作性和兼容性。

SENSUS 是一把吉他，是一個360度的無線音樂系統，同時也是一個智能物聯網樂器，他在不通電的情況下還可以是一把木吉他。演奏者可以添加任何效果，直接播放或演奏他們喜歡的音樂。他們還可以通過網絡和異地的朋友協同演奏，并且把滿意的作品記錄和分享到其他平臺。Sensus的產生由創始人Michele Benincaso提出，他是一位來自于Cremonas Antonio Stradivari學校的意大利音樂大師，并得到許多意大利科學家和藝術家的幫助。他們是：Carlo Fischione，物聯網方面的教授隸屬于MIT和哈佛，Luca Turchet，電子音樂和人機交互的專家以及Stefano Zambon，嵌入式系統設計師，在電子樂器研發方面有豐富的經驗。

Elk Audio說，Sensus吉他是第一款智能吉他，它允許用戶添加任何數量的調制和效果而無需額外的放大器，配件或計算機。

SENSUS智能吉他展示

但是，連接性的主要挑戰涉及實時應用。為了獲得高質量的音頻，IoMusT生態系統要求低延遲，高可靠性和緊密同步。

3、應用程序和服務

可以使用Web工具和API為IoMusT構建和定制更多的交互式體驗，從而為藝術家、制作人和觀眾提供有意義的體驗。

例如，讓用戶連接到智能樂器將允許粉絲跟隨音樂家的演奏方式。這可能會擴展到使用IoMusT設備將觀眾直接參與音樂會的過程，從而將內容從音樂家的智能樂器傳遞到觀眾成員的智能手機，反之亦然。

當Eventbrite收購RFID芯片制造商Scintilla Technologies來設計“可穿戴票”時，這種應用便出現了，當可穿戴者通過RFID天線下方時，它們將迅速獲得批準。

那些學習演奏音樂的人也可以從連接到IoMusT的電子學習平臺中受益，該平臺可以收集和分析有關學生演奏方式的數據。

音樂物聯網的挑戰與解決方案

正如盧卡·圖切特（Luca Turchet）等研究人員所言，IoMusT生態系統與任何其他IoT設備一樣面臨許多相同的挑戰和解決方案，但是由于IoMusT對同步性、設備兼容性和某些設計約束的依賴，這些限制中的一些更為夸張。

IoMusT設備的設計人員面臨著整個系統中的電池和能耗問題。設計人員還可能應對使計算單元小型化以支持低延遲、感應、驅動和RF通信的問題。 目前，可穿戴設備和VR技術在這方面正在穩步發展。

延時對IoMusT體驗是致命的

實時音樂需要通過有線和無線網絡進行可靠的音頻傳輸，關鍵是低延遲。 實時音樂的需求可能給設計人員建立旨在實現近乎完美傳輸質量的通信網絡帶來巨大壓力。為此，IoMusT設備必須以穩定的接收速率傳輸音頻信號，并在兩個智能設備之間實現令人滿意的同步。

通信網絡可能無法接收消息，這可能導致抖動和數據接收錯誤。在使用各種時鐘頻率的設備的音頻流中，同步成為一個更大的問題。

有兩種方法可以解決此問題。解決方案之一是對通信波形進行整形，以便可以通過同一波傳輸音樂和同步信息。另一種方法適應通信協議的參數。邊緣計算的興起還可以通過減輕云計算的負擔在減少網絡延遲方面發揮重要作用。

標準化是關鍵

IoMusT體驗的成功還取決于網絡不同元素之間的兼容性。這種兼容性對于延遲和通道上的同步信號傳輸至關重要。用戶必須與一系列設備建立通用的通信協議。

這就要求開發與不同音樂事物有關的臨時協議和交換格式。設計人員還可能專門為IoMusT終端應用程序開發單獨的API。另一個方面將涉及定義用于存儲音樂文件的新格式。

開啟藝術潛力的技術

IoMusT有望帶來更身臨其境的音樂表演。它使用戶可以輕松共享數據，以進行音頻制作，電子學習和音樂設計。

IoMusT產生了許多新交互，用于表達音樂，聯網遠程音樂表演以及通過人機交互和人工智能開發靈感藝術。盡管物聯網這一分支的設計人員必須面對低延遲，同步和標準化的問題，但針對這些障礙的解決方案必將打開更多有趣且富有創意的音樂表達方式。

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