腦機介面搭AI　癱瘓患者也能「寫字」

李昕瓴 2021-05-24

霍華休斯醫學研究中心利用腦機介面加上RNN演算法，可以讓癱瘓患者每分鐘打出90個字元，跟一般人用手機打字速度差不多。HHMI
霍華休斯醫學研究中心(The Howard Hughes Medical Institute，HHMI)最新一篇研究刊登在《自然》期刊，研究中透過如阿斯匹靈大小的電極植入腦部的控制區，可以讓癱瘓的人每分鐘打出90個字元，再加上自動糾錯系統，可以讓準確率高達99%。

根據Ars Technica報導，該技術主要是讓受試者想像自己在寫字的畫面，再利用電極收集腦中的神經活動訊號，破解後再利用RNN演算法進行模型訓練，把神經活動轉換成描述字元，以幫助癱瘓患者可以自己「寫字」。

整個研究中，HHMI將電極接在受試者的控制右手和右手臂運動的腦部控制區，並讓受試者每天在腦中想像自己在寫字，經過7.6個小時的收集，完成3.1萬多個字元的數據集，用來訓練演算法。經過這個方式，受試者從想到字元輸出、反應時間約半秒鐘，每分鐘大概可打18個詞，大概是90個字元，比起一般人玩手機打字的數字每分鐘在115個字元左右，速度已經相當接近。

在之前的研究中，是讓受試者集中精神，在螢幕鍵盤上選字，並把正確的字打出來，雖然百分百正確，但效率不佳，每分鐘只能打大概45個字元，而且沒辦法持續太久，並不是太容易操作。而新的研究發方法，運用腦機介面(Brain-computer Interface)可以「我想寫我手」，提升兩倍的打字速度，這對癱瘓患者來說更可以重建與世界的聯繫、接近無障礙的生活。

不過研究也指出，如果是讓受試者自由回答，打字速度會稍微下降，每分鐘大約只能打出75個字元，錯誤率會提升到2%，但整體系統是可以正常運作，而且研究團隊也還無法確定這套系統是否可以適用於每個癱瘓患者、效能會不會因人而異。但這個新研究確實是有不錯的商業潛力，如果未來可以商品化，將可以造福更多癱瘓患者，讓他們能更自在的表達自己內心的想法。

資料來源：https://www.digitimes.com.tw/iot/article.asp?cat=158&cat1=20&cat2=70&id=0000610466_7d95wteu5ergc67tf5weh&fbclid=iwar2sxicw9uqd9g4zz4ywubfmyjbceuibzbuf-ohrp6cznavi-mh9j6qpq5i

小周老師：「編曲不能只是剪貼複製，而是透過和弦設計、樂器的選擇、頻率的配置，並創造出一條不同歌曲本身的旋律線（Hook)，來豐富歌曲的情緒與畫面感 才能賦予音樂更多藝術性與感動。」


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編曲中不只要注意音色在不同曲風上運用的手法，也要注意音色的畫面感和向位的問題。如何設計和弦創造更豐富和高級的變化，相信大家都看到小周老師現場示範了很多，大家回去要試著應用在自己的音樂當中噢！


☑️不同樂器聲響在鍵盤中的角色與應用
☑️節奏及鼓組選擇對於歌曲風格的影響
☑️如何將平淡的和弦進行變化，轉位代理 關係大小調的變換、屬七和弦及引申音的運用
☑️運用不同的和聲度數、把位的轉換創造不同的情緒與畫面
☑️設計歌曲架構是編曲的重要工作 每種樂器的頻率分配也是編曲該做的任務 前奏的故事性敘述尤其重要，讓人ㄧ聽到前奏就可以唱出來 就算是成功的編曲

小周老師示範了好幾首五月天的經典歌曲，詳細解說編曲中的想法與巧思，還有弦樂編寫的訣竅及充滿感情的鋼琴演奏技巧，讓學員收穫滿滿！ 

如何培養編曲能力是一條漫長的道路，不僅要訓練耳朵分享音樂的能力，更要廣泛接觸所有音樂類型，並且擁有複製作品跟不同樂器彈奏的能力噢～

來上課的大家都是認真好學的好孩子👍🏻連下課也都在問問題，直接跑到台上啦～～～ 明天還有合奏課程大家不見不散喔！

中岳哥寫得太好 有空我也要寫一點點編曲心得

{{ 參. 談談編曲實務經驗 }}_13

也許你終於選好了幾首很有時代性、經典代表性的曲目，準備打開你的 DAW 工作站要來挑戰這個『一比一拷貝』的鍛鍊任務了！我猜想～你應該就是在你萬用的電腦裡面，打開你所熟悉的編曲軟體，然後…尋找一些音色，憑藉著從這個專頁第一篇文章就請你訓練的聽力，開始要把你聽到的每一個樂音、節奏好好地抓出來，用 Midi 認真地紀錄下來～？

沒有什麼不對！但，我還是想講一個小故事，希望能對於你要開始執行上述工作前，能有一些效率提升的作用：

時間回到九〇年代的華語流行音樂製作環境的專業錄音室裡。那時候在台北最富盛名的幾間專業錄音室，譬如『白金』、『強力』、『雅弦』，每家錄音室的基本結構都大致相同：每一家都有好幾『套』仔細設計、注意聲學響應的『主控室加收音室』這樣的套裝組合，在想像中 ---至少我是這樣以為的--- ，這些『套裝』的錄音空間應該充滿了製作人、歌手、樂手，像是二十四小時不間斷地一直在生產音樂吧？等到我真的有機會開始『涉足』這些場域，我才發現，真正二十四小時不間斷『盤據』在這些錄音空間的角色，其實是『編曲』工作者，而且，百分之九十五以上，都是鋼琴背景或是鍵盤出身的編曲！

這些編曲家們日以繼夜地以錄音室為家，依恃著他們驚人的音樂才華與過人的體力，幾乎都是以『一天一首』(或以上) 為單位，提供了非常穩地的產出、來維持著九〇年代華語流行音樂恐怖的音樂製作產量。

但當時，電腦還是一種尚未普及的外星文化，這些鍵盤編曲家們所使用的『編曲中央處理器』，是一種只用來處理 Midi 訊號的、類似一臺工程計算機的器材 --- Midi Sequencer (樂器數位介面序列機： https://en.wikipedia.org/wiki/Music_sequencer )。這個『序列機』在處理 Midi 這件事會有多悲情呢？請參閱『KB FRONTNET』網頁作者『Mr.Liu』所寫的文章『時代的眼淚，風靡一時，卻驟然消逝的音樂製作產品』(http://www.kb-frontnet.com/archives/1546 )。這些編曲家們的大腦幾乎都是超高速電腦，可以將心裡所想的音樂聲部、音符，瞬間轉換為行列式的數字，鍵入在非常窄小的 LCD 條幕，透過這些序列機的指令來指示現在要由『哪一臺音源』的『什麼音色』，在『什麼時間』用『什麼力度』與『什麼時間長度』來發出『哪一個』或『哪些個』音……

你覺得～一首歌兒的編曲，總共會用到幾種樂器、加起來會有幾個『音』( Note) 呢？

而這些編曲家們是用『一天一首』以上的速度在提供音樂的產出……

不過，這篇文章不是要禮讚這些音樂工作者恐怖的大腦，而是要介紹一下那台『序列機』所『控制』的那些『音色』機器 --- 我們稱之為『音源』( Module)的器材。

這些『音源器材』的源起，應該可以追溯回到早在上個世紀中葉之前就已經研究發展的『合成器』(https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%88%E6%88%90%E5%99%A8 )，在經由加入流行音樂產業的過程中，逐步由非常『外掛調整』式的電子線路串接，發展成晶體或中央處理器的『內建整合』式的商用機型。此刻已經慣用現代3C產品的你，可能很難想像、理解，在九〇年代的時候，這些商用機型是如何地巨大、笨重卻又不可或缺！在當時的編曲家們所必須使用的 Midi 音源，每個人至少都有十幾二、三十『U』(https://baike.baidu.com/item/1U )的數量！那是什麼概念呢？我勉強用自己為數不多的器材、與網路上所能搜尋到的圖片，列為圖1與圖2，來解釋一下這些類似『冰箱』大小的機器群，是如何圍繞在這些編曲家們的身邊！

而這些『商用型音源』，從最初的『加法』、『減法』合成器運算開始，就致力於摹仿真實樂器的聲音，隨著運算技術的發展、進步，這些『合成音源』在九〇年代，就已經能夠提供非常華麗、擬真的真實樂器音色，以及非常豐富、大概只存在於外太空、異世界的奇幻聲響，而這些卓越的音色，為全世界的音樂工作者提供了充沛的能量，進而迸發了整個九〇年代多元而瑰麗的流行音樂文化。

然後更新、更厲害的技術出現、成熟了！樂器的音色不再只是依靠波型運算、組合去『模擬』，而是利用了『實際錄製』的方式，產生了『取樣音源』( Sampling) 的器材 --- 『取樣機』( Sampler)！

我第一次聽聞而被驚嚇不已的取樣聲音，其實只是一個 Bass 樂手在彈奏過程中常常會用到的情緒性手法『Slide up & down』(https://www.youtube.com/watch?v=Te7YULZA2kc )而已，真的只是『而已』！但在那個用『模擬運算』的合成器年代，那一聲惟妙惟肖的『Slide』，在我面前昭示了下一個世代風起雲湧的前兆！

果然！錄音室裡的編曲家們突然之間在原來的『冰箱機櫃』裡，紛紛加入了最新的取樣機種，譬如 Roland S760 (http://myweb.tiscali.co.uk/clouzeau/s760/ )、或是後來的取樣機王 Akai S-6000 (http://www.vintagesynth.com/akai/s5000.php ) 這一類的重兵器。但麻煩的是：當你使用任何一種取樣音色，你都必須將這些音色『叫進』( Load) 器材中的『存取記憶體』( RAM) 裡面，才能透過 Midi 去指揮它來發生音樂上的作用；這裡面的問題是：

1. 先別管在當時每個取樣音色實際上有多大的資料量，先看一下最厲害的兩個取樣機材產品的 RAM 配置的大小：Roland S760 原廠配備的 RAM 是 2M，最大擴充量是增加到 32M！是『M』喔！而機王 Akai S-6000 的最大擴充量是 256M！這個意思是：你以為能叫進多少種了不起的音色？

2. 好！也先別管可以叫進多少音色了，就說你今天想要一組非常真實的絃樂好了！你就得把與絃樂有關的取樣音色一個一個叫進來、用 Midi 鍵盤試彈一下是不是你想要的情緒與顏色，萬一很不幸叫進來的音色不甚理想，你就得將這個音色從 RAM 裡刪除、以節省記憶體的用量，然後重複這樣嚐試音色的動作，一直到找到你想要的音色為止 --- 然後天就黑了、也該睡了！

而這些偉大的編曲家們除了添購取樣機材的硬體之外，也一定會購買最新、最厲害的取樣音色，來讓自己的編曲內容一直有著他人無法企及的優異音色，這一買…音色的種類很快就成千上萬種地累積上去，而國外廠商死命地出版新的音色來擴大市佔，音樂家就不斷的買、再買……

故事的背景描述大概就是這樣的時代場景，而故事是：

大約在2000年前後的某一天，我走進編曲家鍾興民先生剛進駐白金錄音室的編曲工作室去拜訪老師 (前面提到編曲家們盤據在錄音室，但常常，會因為製作人所選定的錄音室有所不同，以致於編曲家必須帶著那些笨重的機櫃逐水草而居式地在各個錄音室間流動，像鍾興民 Baby 老師這樣固定『包』下一間錄音室的做法，在當時可算是首屈一指！)。還沒走進錄音室裡、在外面就聽到 Baby 老師在試著各種取樣音色；我心想：『不知道老師今天是編誰的案子？不如趁機來偷學一些招式！』。等走進之後、問過了老師，Baby 老師的回答是：『今天就是來聽音色、寫筆記的！』

[三. 關於編曲開始前應該要會的幾件事]_02 建立、認識你的基本音色

我不知道目前你的編曲實力與實例到了什麼程度，但我猜想，每一次當你要建構你的編曲時，你花在尋找音色的時間，恐怕是相對非常沒有效率的。在本世紀初期，取樣音色的種類爆炸式的產生、而且還沒有轉換成電腦可以直接匯入的格式之前，臺灣最傑出的編曲家鍾興民先生，每天都會花一定的時間去仔細研究他手上買進來的取樣音色片，對每一個音色做適當的筆記；他說：『你聽過了，腦海有了印象，之後有什麼編曲需要什麼樣的音色，找起來就快了！而且，常常音色自己會給你很多的刺激，你就會被激發出不一樣的想法、點子，譬如~~~』，然後老師就很開心地示範了隨便一個音色，彈出了我反正永遠也學不會的句型與節奏……

但，那一天我該偷走的東西，我非常有禮貌地一定就偷走了。

時間轉換到今時今日，電腦科技的神速發展，把當年對於那些編曲老師們的麻煩事兒都精簡到難以想像的程度 --- 隨便叫個幾『G』的取樣音色到編曲軟體裡，根本只是一根手指的事～而且理所當然！那麼，我真的會非常建議你，不論你的手上現在有多少音色，在你每一天的空檔裡，盡可能地去認識、理解這些音色 --- 我的意思是：現在的音色設計，比起當年更多了許多精細、精緻的音色控制參數，這些看似複雜的參數數值，請花一些時間、透過便捷的網路資訊獲取方式 (譬如 Youtube 看都看不完的教學示範)，來增加你對於音色的掌握，這對於你日後要在大家都可以有的音色資料庫裡脫穎而出，有著難以估計的巨大作用！

回到我們應該要練習的『一比一拷貝』；如果你是使用 Mac 的電腦，你應該可以用相對低廉的價格，購買到『Logic』相關系列的編曲工作軟體，這個系統裡，也內建了不少足堪使用的取樣音色。但如果你秉持著『工欲善其事，必先利其器』的觀念，想要進行下一步的音色升級計劃，我對於這樣的計劃有著一些小小的建議。不過～有三點需要說明一下：

1. 以下建議的音色方案完全不是來自『業配』的概念，而是我自己這些年來在 DAW 編曲系統下所實際使用過的建議，這些建議都符合業界工作標準，但不見的是所有專業編曲工作者都一定認同的選擇 --- 這些，只代表我自己的立場。

2. 『一次購買到位是最節省的採購方案』，一位青年樂手分享了這個觀念給我，我經過個人慘痛的反面實驗後，對此建議驗證無誤！所以～這些建議方案也許不是全然從定價合乎人性的角度出發。

3. 這些建議不會涉及任何精確的使用解說，相關進一步的資訊，我相信網路上一定有足夠的說明可供參考，還請自行發掘。

以下是我在 DAW 工作環境下，取樣音色或相關 Plug-in 軟體的建構建議：

1. 就『一次性』能有各類型高水準的取樣音色選擇方案，我會建議選擇『NATIVE INSTRUMENTS』所出的『KOMPLETE 11 ULTIMATE』(https://www.native-instruments.com/…/kom…/included-products/ )；特別是這其中會包含的『KONTAKT 5』這個『Sampler』控制介面，應該是現在最通用、方便的取樣控制器了。

2. 如果回歸到建構一個『Combo Band』所需要的基本節奏組，在鼓組的音色選擇上，我會建議：

a. 同樣來自『NATIVE INSTRUMENTS』出版的『BATTERY 4』(https://www.native-instruments.com/…/kompl…/drums/battery-4/ )，這套音色較之先前的版本，除了有很好的『原聲』鼓組之外，新增了許多更符合現今流行的電音鼓組音色。

b. 來自『TOONTRACK』的『SUPERIOR DRUMMER 3』(https://www.toontrack.com/product/superior-drummer-3/ )，可以研究一下這套取樣音色的錄製用心程度。

c. 來自『STEVEN SLATE DRUMS』的『STEVEN SLATE DRUMS 5』(http://stevenslatedrums.com/ssd5/ )，事實上現在的市場版本是『STEVEN SLATE DRUMS 4』，但因為廠牌擁有者本身對於『鼓組』音色的調校能力，讓我非常期待會在今年更新的第五版。

而在 Bass 的音色選擇上，我的第一推薦是在九〇年代就推出傳奇取樣音色『Bass Legends』(https://www.spectrasonics.net/produc…/legacy/basslegends.php ) 的『SPECTRASONICS』所升級研發的『Trilogy』(https://www.spectrasonics.net/products/legacy/trilogy.php )，它在編曲的元素上所提供的豐富性，是其他廠牌所難以超越的。

而『SPECTRASONICS』這個廠牌所出版的另外兩個絕殺產品『OMNISPHERE 2』(https://www.spectrasonics.net/products/omnisphere/index.php ) 與『STYLUS RMX』(https://www.spectrasonics.net/products/stylusrmx.php )，應該也是 Synth 奇幻音色類，與節奏 Loops 類音色中的翹楚之做！

但另外還有一個來自中國品牌『AMPLE SOUND』所研發『AMPLE Bass』系列 (http://www.amplesound.net/en/index.asp )，整個取樣所涵蓋的資料量非常驚人，而其所使用的運算法，在歐洲市場似乎是穩坐第一的寶座。另外，這個品牌所製作的吉他系列，其細緻的程度，也實在誇張得可怕：https://www.youtube.com/watch?v=AcwbH9LwLZk

3. 關於想擁有足夠聲音表情的管弦樂組音色，我想～應該可以考慮『IK Multimedia』所製作的『Miroslav Philharmonik 2』(http://www.ikmultimedia.com/products/philharmonik2/ )這套鉅作！

4. 因為我假設你會是吉他手，所以吉他類的聲音，應該會是直接用真實樂器來錄製，因此，除了前述的『AMPLE SOUND』系列以外，沒有什麼特別要推薦的；而如果你是鋼琴背景，我覺得你應該會去選購一臺音色與觸鍵都接近真實鋼琴的主控鍵盤，因此～似乎也不必班門弄斧了。

5. 但對於整體音色控制與處理上所需要的效果器類的 Plug-in 軟體，我會建議可以考慮『SLATE DIGITAL』所推出的『Everything Bundle』方案 (http://slatedigital.com/our-store/ )，這個品牌除了致力開發真空管、『Vintage』類型器材的模擬運算技術之外，它所提供的『月租型』方案，我覺得會是未來數位樂器世界的一種主流消費思考模式！

以上。

當然！音樂不必然一定要建立在奢侈的音色追求上，但如果我們一切努力，都是在未來期待能與業界接軌、不致脫離世界的主流標準太遠，那麼，在年輕的時期省吃儉用來投資在必要的『生財工具』上，我想，應該也還算是一種合理的自我要求吧？

祝～一切辛苦，都能有所回應！

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後記1. 在九〇年代的那些硬體音源，從現在的科技條件看來，當然有些落後、甚至不值錢了 (這一點，從現在這些器材的殘值大概可以有『一葉知秋』的體會)；但一直到現在，我在自己的編曲裡、特別是在節奏組，我還是常常將硬體音源與軟體音源混用，來彌補軟體音源常常會有的一種缺乏『實體音像』的問題。

而我現在還在使用的硬體音源，除了前述的 Akai S-6000 與 Roland S-760之外，還包括同樣是 Roland 的 JV-2080 (含擴充音色卡)、XV-3080 (含擴充音色卡)，以及一些『E-MU』這個品牌的 Synth 。

後記2. 我應該沒有提到當年那些編曲家們投資在硬體音源上的金額吧？我覺得…你應該也不會想知道；但我可以說：如果我們把前面所建議的軟體音源都買下來，那個金額比起當年的那些老師每個人投下去的數字，大概只有十分之一吧？也許可以這樣看：現在投入編曲工作的『入門門檻』，其實是很有人性的。

後記3. 因為書寫這篇文字，就順便翻出當年開始聽音色、寫筆記的一些紀錄，也算是對青年時代的一種回憶吧～～～