HUB i COMPLEXITAT

EL PUNT DE PARTIDA:
En els últims anys la BLO s’ha centrat en la Network Music. Inspirats per la primera networked band, la League of Automatic composers (mid-70s), en les nostres peces els dispositius musicals de cada participant eren capaços d’enviar-se dades els uns als altres per modificar el seus comportaments, segons una configuració o unes regles concretes. Aquestes regles o topologies de comunicació era la clau sobre la que muntar les nostres xarxes de dispositius. En tots els casos, la conseqüència de la comunicació entre dispositius era un enorme fluxe de dades transitant per la xarxa. Aquest cop, en comptes d’ una configuració concreta, ens hem volgut centrar en explorar el propi fluxe de dades.

El HUB:
A diferència d’ anteriors peces, el HUB no proposa una configuració de xarxa de comunicació concreta (o unes regles del joc amb les que improvisar), sino que la configuració mateixa del sistema és modificada en cada interpretació o inclús durant l’actuació, pels propis intèrprets. Els intèrprets, interconnectant ‘nodes’, construiran col.laborativament i de forma no preconcebuda el propi cervell del sistema, el comportament global del sistema o unes regles sobre les que fer música col.laborativament.

Aquests nodes poden ser petits algorismes o peces lògiques programades pels pròpis intèrprets, sintetitzadors, o qualsevol dispositiu o peça de software que pugui rebre i enviar dades.
Cada node rep dades d’ altres nodes, les processa i les envia a l’ entrada d’altres nodes.

Més que la naturalesa dels nodes, l’ interssant és la xarxa d’ interaccions entre nodes.

observem aquest exemple: Amb uns pocs nodes simples (tan simples com un sumatori, un gate, un generador sinusoïdal, …) i un parell de sintetizadors bàsics (síntesi fm simple) podem obtenir patrons sonors molt diversos, simplement modificant les connexions entre nodes.

FEEDBACK LOOPS I COMPORTAMENTS NO-LINEALS
Com ja succeia en projectes anteriors de la BLO ( La Roda és el cas paradigmàtic) els fenòmens de re-alimentació son un element clau del HUB.

La re-alimentació (o feedback loop) es dona quan les dades que el sistema genera, s’usen per alimentar el propi sistema, de forma recursiva, com a noves dades d’ entrada. (jimmi hendrix usant un feedback loop de forma expressiva)

En el cas del HUB podem crear re-alimentació connectant nodes en un cercle tancat. Si injectem dades al cercle, aquestes aniran circulant infinítament pels mateixos nodes, auto-modificant-se a cada volta en un procés iteratiu. Screen Shot 2014-07-22 at 8.52.46 AM

Els processos iteratius (quan una funció opera repetidament sobre ella mateixa) és un tipus de procés no-lineal: No sempre les reaccions del sistema son proporcionals a la ‘intensitat’ de les perturbacions a les que és sotmés. Petites perturbacions poden produir grans canvis. Aquests processos no varíen de forma continua ni predecible.

Un exemple interessant és la iteració d’ una funció tan simple com X = 2 * Xo^2 – 1.

Si iterem la funció des d’ un valor inicial de 0.5 el sistema s’ estabilitza en un valor de -0.5. En canvi, començant per un valor quasi idèntic, 0.50001, el sistema no s’ estabilitza mai en cap patró concret. chaos graph Una petitíssima diferència del valor inicial provoca un comportament totalment diferent del sistema. És un sistema caòtic.  


En el següent exemple tenim un altre sistema caòtic: un node simple, que representa la funció logística X = KXo(1-Xo) connectat en loop amb un altre node (que no fa res, simplement deixa passar les dades). Segons el valor inicial que injectem al sistema, la funció tendeix a estabilitzar-se en un valor, o bé mostra un comportament periòdic, o bé presenta un comportament totalment impredictible, que, de vegades suggereix patrons familiars, però que no s’ arriba a estabilitzar mai en cap patró concret) La re-alimentació provoca tant processos d’auto-regulació (re-alimentació negativa) com d’amplificació amb efectes dramàtics de petites perturbacions (re-alimentació positiva). Aquestes característiques son típiques dels sistemes complexos.

SISTEMES COMPLEXOS i EMERGENCIA:
Un sistema amb nodes simples, que interacciones entre sí i que poseeixen mecanismes de re-alimentació te tots els ingredients dels sistemes complexos.
De fet, observant les topologies del HUB s’entreveuen que estan aprop de posseir la característica més interessant dels sistemes complexos: l’ emergència.

Un sistema emergent és aquell que a partir de la interacció simple entre els seus agents (micro-comportaments) crea un patró de complexitat a una escala superior, creen un ordre (macro-comportament) sense proposar-s’ho.

Els ecosistemes, les xarxes socials, les xarxes neuronals del cervell, o fins i tot la vida, son sistemes emergents. A les colònies de termites, per exemple, els individus segueixen una serie de patrons simples. Però els comportaments socials que generen les seves interaccions (“la intel.ligència del formiguer”) és una propietat que emergeix del col.lectiu de termites, sense que cap termita s’ ho hagi proposat.

Depenent del nombre de nodes i del nombre de connexions, les topologies del HUB presenten patrons estables (constants), periòdics, complexos o caòtics. El punt on les topologies del HUB semblen més interessants és el que anomenem “the edge of chaos”, un límit en el que els patrons son prou complexos com per no ser fàcilment predictibles però encara reconeixibles, però no tant com pertornar-se caòtics.

L’ INTERÉS DE LA COMPLEXITAT EN LA IMPROVISACIÓ AMB SISTEMES MUSICALS ELECTRÒNICS

El que fa interessant el HUB és la seva capacitat de sorpresa, de generar patrons musicals extranyament interessants que nosaltres, en dissenyar el sistema, no imaginavem. Els processos de re-alimentació, la complexitat, els canvis de conportament a les petites perturbacions… tenen un interés: ens sorprèn.

En una improvisació, les intèrprets s’ influencien mutuament: la interpretació d’ un afecta a la interpretació de l’ altre, en una mena de dialeg. Si improvisem amb una “màquina”, també ha d’ existir aquesta interacció: El sistema ha de poder respondre a la interpretació de l’intèrpret, canviant el seu comportament segons el que fa l’ intèrpret de forma no totalment predictible. El sistema respòn a l’ intèrpret i l’ intèrpret reacciona al sistema, i la música prén forma a través d’ aquesta influència mútua.

Per a que un sistema musical sigui veritablement interactiu ha de poder gestionar inteligencia, complexitat i sorpresa.

Aquest últim aspecte, la inteligència del sistema, serà la nostra futura investigació amb el HUB, una d’ elles.

EXPERIMENTS DE TOPOLOGIES COL.LECTIVES

Les primeres interpretacions del HUB es basaven en, tenint uns generadors de so fixes, construir col.lectivament entre tots els intèrprets, una topologia de nodes i connexions. Alguns d’ aquests nodes es connectaven a paràmetres d’una sèrie de sintetitzadors molt bàsics.

EXPERIMENTS D’ INTERPRETACIÓ DE DADES
Més tard vam començar a investigar generant topologies amb connexionat aleatori. Aquí, mitjançant nodes que envien dades a uns sitetizadors analògics, els músics intrepreten les dades del hub i retornen al sistema dades del resultat de la seva interpretació. El director manipula el HUB i planteja topologies suggerents.

Però el futur del HUB sembla anar en la direcció d’ estudiar la seva xarxa de connexions.
Tenim algunes opcions:

UN FUTUR CAP A ENSINISTRAR UN HUB “INTEL.LIGENT”

Una possibilitat és intentar “dirigir” el comportament del sistema, mitjançant mètodes d’ inteligència artificial, com per exemple l’ entrenament d’una xarxa neuronal. Podem intentar que el sistema aprengui quins tipus de topologies ens son interessants i/o extreure’n algun tipus de descriptors, pq els intèrprets o el propi HUB pugui fer evoluir les topologies cap a caràcters concrets (per exemple, cap a més o menys agresiu, harmònic, rítmic, o caràcters no intel.ligibles per humans)

UN FUTUR CAP A INVESTIGAR PUNTS D’ INTERACCIÓ
Explorar quins son els punts de la xarxa on introduir un node humà seria més crític per al comportament global i aprendre a tocar alhora que diferents intèrprets modifiquen el caràcter del sistema.
En termes de sistemes complexos es tractaria de saber pertorbar el sistema per a que tendeixi cap a d’altres atractors extranys.

UN FUTUR CAP A L’ EMERGÈNCIA
Per a que les topologies del HUB fossin pròpiament sistemes emergents, els nodes haurien de tenir l’autonomia de decidir les seves connexions mitjançant l’ aplicació d’ unes regles simples. Diferents regles generarien diferents tipus d’auto-organització. L’ordre del sistema no estaria plaificat sino que emergiria de la seva pròpia organització.