Emergent orchestra: a framework for bio-inspired musical robot swarms

This thesis investigates whether a group of robots can perform music together without a conductor by proposing a decentralized framework based on bio-inspired algorithms and collective decision-making. It presents a software system that enables a swarm of robots to self-organize into an orchestral structure, coordinating rhythm, timing, timbre, and harmony through parallel modules. Inspired by collective animal behavior, the framework demonstrates how complex musical patterns can emerge from simple local interactions. By integrating music, swarm robotics, and collective intelligence, the system produces dynamic performances while making the principles of collective behavior perceptible to the audience. The thesis also discusses limitations and potential future developments.

Questa tesi presenta lo sviluppo di un software che consente di simulare un gruppo di robot capace di coordinare ritmo, temporizzazione, timbro e armonia per formare una struttura orchestrale auto-organizzata. Il sistema si basa su un’organizzazione decentralizzata, in cui ogni robot segue principi musicali interni ed è governato da moduli paralleli ispirati al comportamento collettivo animale e ai meccanismi di decisione distribuita. Integrando musica, robotica e biologia, il framework genera performance musicali la cui complessità emerge dalle interazioni locali tra gli agenti. Oltre alla produzione musicale, il sistema permette di osservare e comprendere direttamente i principi del comportamento collettivo, rendendoli accessibili anche al pubblico.