敦煌·罗兰智能交互古筝实现“一对多”的互动式智能化古筝教学
电筝
近日，中国轻工业联合会发布2021年度中国轻工业百强、轻工业科技百强、科学进步奖榜单。224个奖项中，乐器企业拿到10个，有9家企业获得了科技进步奖，1家企业获得了技术发明奖。“乐器行业作为一个小行业，能在全轻工行业45个制造行业中达到获奖总数占比4.46%，说明近年来乐器企业技术创新的成绩可圈可点。”中国乐器协会副理事长孙瑞勇说。
随着用户对乐器产品档次和质量的需求日益提升，乐器技术附加值和文化附加值的空间也随之加大。“全行业对技术创新的重视度较高，因此推向市场的创新产品多，参加评选的创新项目也多。我们希望通过技术创新各种奖项的评选、培育等，将研发成果落地。”孙瑞勇说。
小微企业的决心
“科技进步奖”榜单中，扬州金韵乐器御工坊有限公司以“AI古筝教辅系统”项目获得三等奖。这个成绩对于这家拥有员工一百五十余人，年主营业务收入不足500万元的民营乐器企业是很大的鼓励。
自从2018年“AI古筝教辅系统”项目启动，研发电筝硬件，开发教学系统，金韵乐器董事长熊立群经历了被质疑，也曾很纠结，“每年几十万元的投资，对于像我们这样的企业来说不是小数，而成果如何，市场能否接受，都是未知数。”但他还是想做出改变，解决传统古筝携带不便、调音繁琐，以及古筝集体课课堂噪音大、授课教师上课只能靠“吼”等顽疾。
从1986年至今，熊立群从事乐器制作已经三十余年，他创建的扬州金韵乐器御工坊有限公司效益一直不错。身边不少人反对他做电筝，认为他不务正业。熊立群思考得更长远，立足现有的产品定位，企业虽然可以保持稳步发展，但难有重大突破，存在创新能力不足、产品附加值不高、可持续发展能力不强等问题，“企业迫切需要大胆变革。电筝，只是一个开始。”
为解决传统古筝沉、不方便携带的问题，熊立群的电筝采用了环保轻质复合材料制作，没有使用一块木料。此外，针对传统古筝调音不方便的问题，电筝调音采用了蜗轮蜗杆技术，两个手指便可以调弦。与此同时，音频输出可以任意切换耳机、音响，再也不用担心练琴时邻居投诉，也不用担心上集体课听不清老师的讲授。
在电筝硬件基础上，熊立群继续开发“AI古筝教辅系统”。该系统通过多媒体优化形式，将古筝课堂打造成健康、便捷、有趣、高效的新型教学平台，解决古筝普及教学难题。“研发投入尽管还没带来明显的经济收益，但是研发过程本身让我们获得成就感，也培养了团队研发人员。此次获得‘科技进步奖’也为企业技术创新增加了信心。”熊立群说。
据统计，中国乐器制造企业总数量超过6000家，年主营业务收入在2000万元以上的只有255家，500万元以上的不足1000家。占行业总数70%的都是像金韵乐器这样的小微企业，他们渴望技术创新，但很少能像金韵乐器一样最终下定决心投入资金研发。
中国乐器协会专家委员会副主任曾泽民分析，小微乐器企业以生产传统乐器产品为主，研发投入相对较小。企业一方面由于实力有限，忙于市场竞争，无暇投入科技创新;另一方面，对科技发展趋势不了解，对产品发展方向不明确。
而在中国民族管弦乐学会乐器改革制作专业委员会会长丰元凯看来，企业科技创新投入有两个关键要素：其一是企业经济实力坚实，能够支撑科技创新投入;其二是企业管理者眼界宽阔，具有科技创新意识。两者兼备，科技创新才能付诸实践。
龙头企业的常态
相较中小型乐器企业，乐器行业骨干企业则具备先进的技术装备、自主创新能力和人才队伍，技术创新是常规操作。
2021年，中国乐器协会对行业骨干企业抽样调查18家，当年科技创新投入占主营业务收入的6.5%，比2019年(疫情前)的4.69%高出近2个百分点，也高于轻工2.8%的平均水平;另外，近三年新品开发的数量持续上升，全球业界首发新品己发布143项，待发布104项，行业推动的三级科技项目101项，连续两年获评工信部推广的轻工创新升级消费品19项。
作为乐器行业惟一入选“2021年度中国轻工业科技百强企业”名录的广州珠江钢琴(5.990, -0.03,-0.50%)集团股份有限公司，每年投入研发的资金不低于销售额4%，以实现工艺的优化和品质的提升;多年来还结合数字技术发展趋势，开展传统钢琴智能化改造技术及应用研究，建设智能化生产线。今年8月底，珠江钢琴对外发布了2022半年度董事会经营评述。其中显示，珠江2022年上半年投入研发经费4618.27万元，完成新型号钢琴设计27款，开展新材料、新工艺的改进试验303项，已有66项投入实施;参与制定、修订行业标准8项。截至2022年上半年，珠江集团拥有技术专利344项，其中发明42项，技术创新能力持续走强。
乐器行业中，生产电子乐器产品的企业对科技创新重视程度也很高。吟飞科技(江苏)有限公司同样保持不低于4%的研发投入占比。在该公司副总经理计皓波看来，创新是企业的核心竞争力，也是企业持续发展的长期动力。“创新发展的要求已进入到企业的方方面面，不只是技术上，产品、营销、运营等各个环节都面临着创新才能生存、发展壮大的紧迫感。”计皓波说。
孙瑞勇分析，龙头乐器企业的科技创新有这样几个共同特点：一是企业领导班子重视，亲自布局与参与;二是经济实力较强，投入的力度大、成果多;三是有周密的计划和实施方案;四是以市场为导向，目标精准;五是对科技人才的培养非常重视。
在乐器行业，企业进行科技创新着眼点不尽相同。比如，民族乐器制造企业侧重于文化内涵的投入，其缤纷音色、形制，以及特殊的工艺，均有其特殊的文化属性。“传统的东西不能丢，不但不能丢，还要发扬光大。创新，是要坚持继承上的创新，不能离开民族的本源。传统工艺优化与产品的研发，是推动产品中高端化的有效途径，所以这条路必须走下去，走稳、走实。”孙瑞勇说。
民族乐器制造行业的领军企业上海民族乐器一厂有限公司拥有中华老字号、上海品牌“敦煌牌”。“敦煌乐器不是一般的消费品，而是文化产品。”企业相关负责人表示，上海民族乐器一厂有限公司从文化视角研发产品，从产品角度挖掘文化，在产品的外观设计上积极嫁接优秀的民间工艺和非遗技艺，让民族乐器不仅体现中华声音之美，更要展现中华工艺之美。比如，去年企业携手美国大都会博物馆和上海博物馆，推出系列联名款乐器“礼遇东西系列”，甄选了美国大都会艺术博物馆珍藏的梵高画作《鸢尾花》、明代的象牙琵琶等7件藏品，以及上海博物馆珍藏的西周时期大克鼎、王羲之的《草书上虞贴卷》等6件藏品，融合到乐器的设计创作中。
科技带来的更多可能
近年来，随着互联网、计算机技术的蓬勃发展，乐器企业在拥抱现代科技方面表现出极大热情。
以传统民族乐器为主营业务的上海民族乐器一厂有限公司针对“如何将传统古筝与智能设备、线上教学等新技术进行有效结合”这一课题进行了反复试验，与罗兰数字音乐教育(RDEC)共同研发敦煌·罗兰智能交互古筝，在保留了“敦煌古筝”标准形制、稳定音色的基础上，加装了REDC自主研发的MIDI控制器，将古筝教学纳入到成熟的数字化教学课程当中。
在敦煌·罗兰智能交互古筝研发的一年多时间里，双方举办专项研讨会，研发人员往返北京、上海数十次之多，在古筝的制作工艺、结构上进行了不断优化，重点攻克了演奏噪音、传音不灵敏等困难。
由吟飞(苏州)科技研发的“沉浸式音乐体感技术”，则是填补了国内该产品门类的一个空白，获得此次科技进步奖一等奖。该项目基于振动波形数字化和数字音源信号处理技术，通过音乐编曲软件进行视频、音乐、振动波形的匹配编辑，以MIDI信号完成视频、音乐、振动波形的同步，驱动专用振动单元和场景准确对位，作用于人体传导感知。通过这个技术，人们不仅可以听到音乐，而且可以感受到音乐，伴随着振动感和冲击感给人以极其强烈的临场感，带来心理和生理的愉悦感和陶醉感，可广泛应用于如体感游戏、动感电影、休闲娱乐等领域，使音乐的“外源性振动”与人体的“内源性振动”产生同频共振，开创融视觉、听觉、触觉三觉合一的沉浸式音乐体感技术。
“为了测试项目，几个部门曾经连续36个小时不间断测试，这期间加班成为常态，有时甚至通宵达旦。”北京乐界乐科技有限公司联合创始人贾建伟所说的项目，名叫“音卓尔乐器健康全产业链智能化服务平台”，是通过“硬件+软件”相结合的服务模式助力音乐教育的AI提升与乐器智能制造。而这个“音卓尔平台”的研发，源于最初的一次失败。
品牌成立之初开发了首款针对乐器健康领域的智能硬件“乐器健康管理大师”，在乐器生产、流通、使用、保养等环节中，利用新科技手段保障乐器的健康。该设备能够实时监测乐器所在环境的温度与湿度，并能够根据温湿度给予用户环境改善建议，指导用户为乐器创造健康的储存环境。但是，2018年产品问世后并未掀起波澜——消费者不买账。贾建伟意识到，研发成功的关键除了要有人才、资金、技术，还要贴合市场需求。团队调整研发方向，将“乐器健康管理大师”技术与音乐教育结合，开发核心项目“音卓尔乐器健康全产业链智能化服务平台”。其中，自主研发的产品“音卓尔·乐伴智能陪练机”是一款通过物联网技术解决琴童练琴问题的AI科技产品，通过演奏数据的云储存与分析，有效解决学生练琴问题。
近年来，音卓尔更是持续在AI研发、乐器物联等领域保持核心技术研究的国际领先地位，先后斩获2018年2月2日获得中国北京(海淀)留学人员创业园“2017年度海创创业新星奖”，2019年12月31日获得中国北京(海淀)留学人员创业园“2019年度最佳新星奖”，2019年12月获得中央音乐学院大学生创业之星，2020年10月入围中国(上海)国际乐器展展览会组委会“国际乐器展 2020全球业界新品首发活动新品”，2020年12月22日获得中国乐器协会 “科技创新活动组织奖” 、“ 科技进步提名奖 ”等多项荣誉。
“芯片国产化、民乐电声化、音乐教育模块化、生产流程自动化等项目已一个接一个在投产。乐器行业科技创新与现代科技发展趋势是趋同的，一致的。”肯定之外，孙瑞勇也认为，目前乐器行业仍需破解两个前沿课题：一是产业环境，包括乐器制造所需材料的硬环境和相关国内外法规政策软环境;二是5G与AI技术应用，像乐器行业中的电鸣行业，已经开始在5G与AI技术应用领域快速推进。AI技术与5G技术的结合将产生更多的商业价值、更多技术平台，这是一个具有巨大发展潜力的新领域。
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