Design and Development of a Rule-Based Adaptive MIDI Generator for Personalized Rhythmic and Harmonic Stimuli in Music-Based Interventions

Muhammad Haiqal Dwikusuma, Dr. Lukman Heryawan, S.T., M.T.

2026 | Skripsi | ILMU KOMPUTER

Intervensi Berbasis Musik (Music-Based Interventions, MBI) di bidang kesehatan dan kesejahteraan membutuhkan stimulus musik yang dapat dikendalikan secara terstruktur dan direproduksi secara konsisten. Namun, perangkat yang tersedia saat ini tidak dirancang untuk kebutuhan klinis tersebut: musik rekaman bersifat statis, perangkat lunak profesional menuntut keahlian teknis tinggi, dan pendekatan berbasis pembelajaran mesin bersifat tidak transparan dan sulit dikontrol. Skripsi ini mengisi celah tersebut dengan merancang dan mengembangkan sebuah produk perangkat lunak, yaitu Rule-Based MIDI Generator, yang menghasilkan akompanimen MIDI multi-track berdasarkan parameter terapeutik dan musikal yang didefinisikan oleh pengguna.

Produk ini dibangun sepenuhnya berbasis aturan deterministik yang berasal dari teori musik Barat dan prinsip-prinsip desain stimulus terapeutik, tanpa komponen pembelajaran mesin maupun pemrosesan audio mentah. Sistem menerima input berupa preset terapeutik (Relaxation, Motor Synchronization, atau Cognitive Stimulation), tempo, tingkat kompleksitas ritmis, dan progresi akor; menghasilkan output berupa file MIDI, visualisasi piano roll, dan pratinjau audio dalam antarmuka berbasis web.

Evaluasi sistem dilakukan melalui tiga objektif: (1) pengujian fungsional terhadap dua puluh skenario, (2) validasi teknis berdasarkan empat kriteria yang dapat difalsifikasi, dan (3) penilaian kesesuaian terapeutik melalui rubrik terstruktur yang didasarkan pada literatur ilmiah. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa produk berfungsi sesuai desain, menghasilkan output yang valid secara teknis, dan menghasilkan stimulus yang konsisten dengan prinsip-prinsip desain terapeutik untuk masing-masing konteks penggunaan, dengan satu batasan yang diidentifikasi secara eksplisit.

Music-Based Interventions (MBIs) in healthcare and well-being require musical stimuli that can be controlled in a structured manner and reproduced consistently. Currently available tools do not meet these clinical requirements: pre-recorded music is static, professional audio software demands high technical expertise, and learning-based approaches are opaque and difficult to control. This thesis addresses that gap by designing and developing a software product, the Rule-Based MIDI Generator, which produces multi-track MIDI accompaniment from user-defined therapeutic and musical parameters.

The product is built entirely on deterministic rules derived from Western music theory and therapeutic stimulus design principles, with no machine-learning

components and no raw-audio processing. The system accepts as input a therapeutic preset (Relaxation, Motor Synchronization, or Cognitive Stimulation), a tempo, a rhythmic complexity level, and a chord progression; it produces as output a MIDI file, a piano-roll visualization, and an in-browser audio preview through a web-based interface.

The system was evaluated against three objectives: (1) functional testing across twenty scenarios, (2) technical validation against four falsifiable criteria, and (3) therapeutic appropriateness assessment using a structured rubric grounded in published literature. The evaluation establishes that the product functions as

designed, produces technically valid output, and generates stimuli whose characteristics are consistent with the therapeutic-design principles for each intended context, with one explicitly identified boundary.

Kata Kunci : generator MIDI berbasis aturan, intervensi berbasis musik, stimulus terapeutik, sistem deterministik, reproduktibilitas