ELK LIVE. SUONARE INSIEME ONLINE A LATENZA ZERO

di Federico Ceriola

In questi due lunghi anni di distanziamento, anche i musicisti allergici alla tecnologia hanno dovuto imparare a connettersi in rete con il proprio strumento per poter suonare online. Lo hanno fatto soprattutto gli insegnanti di musica impegnati nella Didattica A Distanza (che ora si vuol trasformare in Didattica Digitale Integrata), potendone apprezzare i lati positivi, ma scontrandosi con il problema tecnico principale del fare musica sul web insieme ai propri allievi: il ritardo della trasmissione audio, la cosiddetta “latenza”. Ebbene, c’è un’azienda svedese, la Elk di Stoccolma, che ha lavorato per risolvere questo problema.

A capo di questa azienda c’è un italiano, Michele Benincaso, nel ruolo di Director nel management team di Elk. Lo abbiamo intervistato per parlare di Elk Live, sistema per la collaborazione musicale in remoto, in grado di ridurre la latenza a valori vicini a quelli del mondo reale (che non fanno cioè percepire una “distanza” innaturale), consentendo performance in tempo reale di fino a cinque esecutori collegati online. Potremo così collegarci via web e non solo in condizioni di emergenza, per suonare insieme anche se distanti come se fossimo nella nostra sala prove, in uno studio di registrazione o nell’aula di musica d’insieme di una scuola.


MusicEdu Come è nata la vostra azienda e qual è la vostra vision?
Michele Benincaso Venendo io dalla liuteria, tutto è partito dallo scantinato di casa ormai sei anni fa con un progetto su una chitarra acustica coperta interamente da sensori con l’obiettivo di portare lo strumento musicale nel mondo di oggi, fatto di strumenti di nuova generazione e di connettività. Durante il percorso di ricerca che ha accompagnato la costruzione di quella chitarra ci siamo resi conto della necessità di un sistema operativo a bassissima latenza dedicato per l’audio, ed è così che abbiamo gettato le basi per quello che sarebbe diventato poi Elk Audio OS.

MusicEdu Cos’è Elk Audio OS?
Michele Benincaso Elk Audio OS è un sistema operativo a bassissima latenza basato su Linux che consente una conversione analogico-digitale e digitale-analogica velocissima, con una latenza sotto il millisecondo (viene chiamata latenza round trip, ovvero il tempo che il sistema impiega per convertire un segnale in ingresso da analogico a digitale e riconvertirlo in uscita da digitale ad analogico, NdR). Va considerato che le schede audio di media fascia presenti sul mercato riportano una latenza di almeno 10 millisecondi.

MusicEdu Parliamo del nuovo prodotto che state lanciando, Elk Live. Cos’è, come funziona e quale esperienza fornisce all’utente?
Michele Benincaso Elk Live è un sistema costituito da una Web App e da una scheda audio (Elk Live Bridge) che consente di suonare a distanza tramite il web con una latenza molto bassa e con audio lossless, ovvero senza compressioni, per avere la migliore esperienza possibile. Sul come funziona… andiamo per step: nel mondo reale la “latenza zero” non esiste. Il suono ha una propria velocità di propagazione attraverso l’aria, quindi, a seconda di quanto siamo lontani, avremo più o meno latenza tra gli altri musicisti con i quali stiamo suonando dal vivo. Per fare un esempio, se una persona ci sta parlando a un metro di distanza, udiremo la sua voce circa 3 millisecondi dopo che avrà emesso un suono. Immaginando quindi un gruppo musicale sul dove ogni elemento sta dai tre ai sei metri di distanza l’uno dall’altro, ecco che la latenza comincia a essere notevole. Oppure pensiamo alla distanza tra un chitarrista e il suo amplificatore sul palco… parliamo di metri anche qui. È il nostro cervello che poi va a compensare questa latenza per darci la giusta percezione e a permetterci di suonare a tempo. Ciò che Elk Live garantisce è quella che chiamiamo Same Room Experience, quindi la sensazione di suonare all’interno della stessa stanza nonostante sia a tutti gli effetti una chiamata sul web a chilometri di distanza. Ovviamente, dal momento in cui viene dato in input un segnale audio (da un microfono o da uno strumento elettronico) al momento in cui viene recepito dall’altro capo della chiamata passa del tempo non indifferente. Elk Live abbassa notevolmente questa latenza in tre step fondamentali. Il primo step riguarda la conversione analogico digitale che abbiamo detto essere di 10 millisecondi per una scheda audio di fascia media (e che va a crescere esponenzialmente considerando tutte le conversioni degli altri utenti in chiamata). Dal momento che su Elk Live Bridge è installato Elk Audio OS, la latenza dovuta alla conversione è già abbattuta a meno di un millisecondo. Il secondo step riguarda la preparazione dell’audio per la trasmissione tramite pacchetti web e la prevenzione di errori e di perdita di dati. Siamo riusciti sviluppare dei tool che ci consentono di compensare in tempo reale i “problemi” di Internet, quindi, di elaborare e “preparare” l’audio per la trasmissione attraverso il web a bassa latenza. Attraverso questa ottimizzazione si evitano perdite di dati nei pacchetti, glitch e si prevengono tutte quegli errori dovuti alla variazione del network che sappiamo non essere stabile o a volte essere congestionato. Infine, il terzo step: la trasmissione audio via web. In questo caso la latenza dipende fondamentalmente dai paletti imposti dalla fisica, ovvero dalla velocità della luce (anche se un cavo in fibra ottica commerciale ha una perdita del 30% circa) e dalla qualità del proprio network. Su questo aspetto Elk Live non può intervenire perché non possiamo migliorare parametri come la larghezza di banda o la velocità del network dell’utente. Quello che abbiamo fatto è stato stabilire una connessione peer to peer tra gli utenti in chiamata, in modo che essi siano direttamente connessi tra loro senza passare per un server. Chiaramente questo è un sistema “mangia banda” in quanto un utente manda e riceve una traccia stereo per ogni altro utente in chiamata, per cui il numero degli utenti connessi fa crescere esponenzialmente la quantità di dati e va a influire sulle performance a seconda della larghezza della propria banda. Quello su cui abbiamo lavorato, in sintesi, è stato garantire all’utente in possesso di una connessione di qualità media tra quelle offerte dai vari provider un’esperienza stabile con un massimo di 5 utenti connessi contemporaneamente e con una latenza di un millisecondo ogni 100 chilometri.

MusicEdu Come è strutturata la Web App?
Michele Benincaso L’App è un semplice link (una Web App appunto) che opera da controller di Elk Live Bridge, potendo settare tutti i parametri della scheda direttamente da lì. È attraverso lo stesso link che si creano anche le connessioni con gli utenti amici e si ha a disposizione un’interfaccia operativa costituita da quattro schermate. Abbiamo una lobby con tutti i nostri amici chiamati e una semplicissima chat, con un’esperienza simile a quella di Skype. Il terzo blocco invece è composto da elementi video, ovvero, possiamo vedere in webcam gli utenti con cui siamo in chiamata e abbiamo un facile accesso agli strumenti basilari di monitoraggio quali volume, mute e pan. Infine, c’è il blocco mixer-view che consente di entrare più nel dettaglio tramite il controllo dei parametri del Bridge. C’è quindi la possibilità di regolare i livelli dei segnali impostando valori corretti per i preamplificatori della scheda o selezionare le impedenze di input (mic, line e instrument)… tutte quelle cose che ci si aspetta da un software di gestione di una scheda audio. È importante precisare che, essendo questa una Web App, non è necessario avere un computer professionale a elevate prestazioni. Anzi, addirittura è possibile gestire tutto da un tablet. Abbiamo messo un focus particolare sul creare un prodotto che sia completo, con una sezione mixer dedicata agli esperti ma che sia allo stesso tempo veloce da collegare e di facile utilizzo per tutti.

MusicEdu Questo progetto trova possibilità di sviluppo anche con la tecnologia 5G?
Michele Benincaso Questo progetto è nato da una collaborazione con Ericsson proprio con l’obiettivo di sfruttare la tecnologia 5G e dispositivi a bassissima latenza per fare jam session online a dimostrazione delle possibilità offerte dal 5G. Proprio da questa collaborazione è nato lo sviluppo del nostro sistema operativo Elk Audio OS per il sistema di rete. Continuiamo tutt’ora a collaborare con diverse aziende e operatori, e le prossime versioni di Elk Live probabilmente non saranno provviste di una porta ethernet ma di un chip 5G. Ad ogni modo, penso che il più grande apporto che il 5G può dare all’esperienza musicale è la portabilità e l’Edge Computing… per spiegarlo in breve, ogni torretta 5G ospiterà un server capace di fare processing in tempo reale con una latenza round trip di 5 millisecondi. Questo renderebbe possibile implementare un sistema cosiddetto Edge based, che permetta, avendo semplicemente Elk Live con connessione 5G, di far girare benissimo programmi e plugin attuali su computer vecchi di dieci anni, perché tutta la parte computazionale spetterebbe al server e non alla macchina. Il sistema potrebbe addirittura essere inserito in una cuffia o in un altro dispositivo con elevata portabilità avendo meno latenza rispetto all’utilizzo degli stessi programmi e plugin in locale sul proprio computer e con una scheda audio dedicata.
MusicEdu Come si muove invece Elk Live nell’ambito della didattica?
Michele Benincaso Collaboriamo già con alcune tra le più importanti scuole al mondo. Per l’anno prossimo è in uscita un’altra modalità che chiamiamo Ensemble, che consentirà una connessione fino a 25/30 utenti. In questo caso, infatti, ogni utente non si connette più direttamente a un altro utente nella modalità peer to peer, ma a un server che restituisce un mix stereo. L’utente avrà sempre accesso al monitoraggio su ogni traccia, ma ciò che torna indietro non sono tante tracce stereo quante sono gli utenti connessi. Questo fa sì che ci possano essere molte più persone collegate senza un grande dispendio di banda con un piccolo prezzo da pagare per quanto riguarda la latenza. Chiaramente, la vicinanza al server è fondamentale, tanto è vero che abbiamo già pensato utilizzare server installati direttamente nei campus delle scuole di musica. Questo progetto fa parte di un envisioning molto più ampio in cui i programmi di studio prevedono una fruizione sempre più ibrida dell’insegnamento, che include sia lezioni online che in presenza. È fondamentale dire che l’esperienza musicale online non sostituirà mai le emozioni e gli insegnamenti dell’esperienza dal vivo, ma l’obiettivo finale sia nel campo della didattica che nel campo professionale è quello di eliminare le distanze e i tempi di viaggio, così da rendere possibili tutti quei progetti che prima d’ora erano difficili da far partire a causa del tempo che veniva portato via da spostamenti, montaggio in sala prove, soundcheck e difficoltà tecniche varie. Siamo molto soddisfatti dei feedback che abbiamo ricevuto e mi piace ricordare le parole che i cantanti del San Francisco Opera hanno usato quando hanno utilizzato il nostro sistema per suonare insieme dopo il forte lockdown che li aveva tenuti lontani: “Siamo tornati a suonare sul respiro degli altri”.
Info: Elk Audio

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