什么是音乐物联网（IoMusT）？

什么是音乐物联网（IoMusT）？

一把智能吉他、振动的可穿戴节拍器、一个LED腕带，可响应您的音乐会体验。这都是被称为音乐物联网的不断发展的运动的一部分。

当今互联世界中的大多数人都非常清楚物联网（IoT）这个术语。但是音乐物联网又如何呢？

根据卢卡·特切特（Luca Turchet）等研究音乐物联网的研究人员称，音乐物（MusT）是“一种能够感知和交换数据以达到音乐目的的计算设备”。

音乐物联网（“ IoMusT”）出现在许多应用中，包括具有VR体验，听众参与、触觉设备和智能演播室制作的增强和沉浸式音乐会。这些IoMusT体验吸引了全世界的艺术家和观众。

例如，在泰勒·斯威夫特（Taylor Swift）的1989年专辑巡回演唱会中，2015年，歌迷进入场馆后获得了LED手镯。这些手链由PixMob设计，包括红外发射器和RFID芯片，可同步到音乐会体验的感官方面：手镯与音乐会演奏者的音乐，灯光和动作同步点亮，以提供更身临其境的体验。

这些腕带也已在超级碗半场表演中使用 图片来源：PixMob

但是IoMusT背后的魔力是什么？ 与物联网这个音乐分支相关的设计挑战又是什么？本文旨在探讨IoMusT的可能性和局限性。

IoMusT的组成部分

要了解IoMusT，我们必须探索组成系统的组件。IoMusT由硬件和软件组件组成，分为三类：1）音乐本身，2）连接性，3）应用程序和服务。

1、音乐设备

音乐设备是具有感测、驱动、连接和软件功能的设备，艺术家或观众均可使用。 音乐设备可以包括智能乐器、可穿戴的触觉音乐、网络扬声器系统和智能调音台。

市场上有许多这样的设备，例如Elk Audio的Sensus Smart Guitar，这是一种增强了无线传感器和网络技术的吉他。 瑞典电子公司Teenage Engineering最近推出了Rumble，这是一种用于合成器OP-Z的静音触觉低音炮模块。它重现了原声乐器所经历的自然低音振动，并通过数字齿轮将其转化。

Rumble模块，使用户可以“感受节奏” 图片来源：Teenage Engineering

音乐家的另一种设备是称为Soundbrenner的可穿戴设备，该设备可作为节拍器在演奏者的手腕上振动，同时还可以用作接触式调谐器和分贝检测（dB meter）。

然后，当然还有无处不在的智能音箱，例如Amazon Alexa和Google Home，它允许用户将音乐投射到通过同一Wi-Fi网络连接的设备上。

2、连通性

与任何物联网设备一样，连接性是关键因素。

IoMusT支持本地和远程通信中的有线和无线通信，例如，以促进本地和远程音乐会体验。 IoMusT设备通过标准协议进行连接，以确保不同接口层和音乐设备之间的互操作性和兼容性。

SENSUS 是一把吉他，是一个360度的无线音乐系统，同时也是一个智能物联网乐器，他在不通电的情况下还可以是一把木吉他。演奏者可以添加任何效果，直接播放或演奏他们喜欢的音乐。他们还可以通过网络和异地的朋友协同演奏，并且把满意的作品记录和分享到其他平台。Sensus的产生由创始人Michele Benincaso提出，他是一位来自于Cremonas Antonio Stradivari学校的意大利音乐大师，并得到许多意大利科学家和艺术家的帮助。他们是：Carlo Fischione，物联网方面的教授隶属于MIT和哈佛，Luca Turchet，电子音乐和人机交互的专家以及Stefano Zambon，嵌入式系统设计师，在电子乐器研发方面有丰富的经验。

Elk Audio说，Sensus吉他是第一款智能吉他，它允许用户添加任何数量的调制和效果而无需额外的放大器，配件或计算机。

但是，连接性的主要挑战涉及实时应用。为了获得高质量的音频，IoMusT生态系统要求低延迟，高可靠性和紧密同步。

3、应用程序和服务

可以使用Web工具和API为IoMusT构建和定制更多的交互式体验，从而为艺术家、制作人和观众提供有意义的体验。

例如，让用户连接到智能乐器将允许粉丝跟随音乐家的演奏方式。这可能会扩展到使用IoMusT设备将观众直接参与音乐会的过程，从而将内容从音乐家的智能乐器传递到观众成员的智能手机，反之亦然。

当Eventbrite收购RFID芯片制造商Scintilla Technologies来设计“可穿戴票”时，这种应用便出现了，当可穿戴者通过RFID天线下方时，它们将迅速获得批准。

那些学习演奏音乐的人也可以从连接到IoMusT的电子学习平台中受益，该平台可以收集和分析有关学生演奏方式的数据。

音乐物联网的挑战与解决方案

正如卢卡·图切特（Luca Turchet）等研究人员所言，IoMusT生态系统与任何其他IoT设备一样面临许多相同的挑战和解决方案，但是由于IoMusT对同步性、设备兼容性和某些设计约束的依赖，这些限制中的一些更为夸张。

IoMusT设备的设计人员面临着整个系统中的电池和能耗问题。设计人员还可能应对使计算单元小型化以支持低延迟、感应、驱动和RF通信的问题。 目前，可穿戴设备和VR技术在这方面正在稳步发展。

延时对IoMusT体验是致命的

实时音乐需要通过有线和无线网络进行可靠的音频传输，关键是低延迟。 实时音乐的需求可能给设计人员建立旨在实现近乎完美传输质量的通信网络带来巨大压力。为此，IoMusT设备必须以稳定的接收速率传输音频信号，并在两个智能设备之间实现令人满意的同步。

通信网络可能无法接收消息，这可能导致抖动和数据接收错误。在使用各种时钟频率的设备的音频流中，同步成为一个更大的问题。

拟议的IoMusT生态系统图 图片来源：Luca Turchet等人提供

有两种方法可以解决此问题。解决方案之一是对通信波形进行整形，以便可以通过同一波传输音乐和同步信息。另一种方法适应通信协议的参数。边缘计算的兴起还可以通过减轻云计算的负担在减少网络延迟方面发挥重要作用。

标准化是关键

IoMusT体验的成功还取决于网络不同元素之间的兼容性。这种兼容性对于延迟和通道上的同步信号传输至关重要。用户必须与一系列设备建立通用的通信协议。

这就要求开发与不同音乐事物有关的临时协议和交换格式。设计人员还可能专门为IoMusT终端应用程序开发单独的API。另一个方面将涉及定义用于存储音乐文件的新格式。

开启艺术潜力的技术

IoMusT有望带来更身临其境的音乐表演。它使用户可以轻松共享数据，以进行音频制作，电子学习和音乐设计。

IoMusT产生了许多新交互，用于表达音乐，联网远程音乐表演以及通过人机交互和人工智能开发灵感艺术。尽管物联网这一分支的设计人员必须面对低延迟，同步和标准化的问题，但针对这些障碍的解决方案必将打开更多有趣且富有创意的音乐表达方式。