Как роборука-экзоскелет помогает пианистам преодолеть границы возможного (видео)
Японские исследователи из Sony Computer Science Laboratories Inc. и Института NeuroPiano в Киото разработали экзоскелет для рук, который помогает пианистам улучшить технику игры, преодолевая пределы скорости и точности. В своей статье ученые рассказали о серии экспериментов с участием более 100 профессиональных музыкантов, в которых роботизированное устройство воздействовало на пальцы пианистов, улучшая их навыки игры.
Многие музыканты, особенно те, кто играет на инструментах, требующих высокой скорости и ловкости, таких как пианино и гитара, сталкиваются с эффектом «плато» — моментом, когда многолетняя практика перестает приводить к заметному прогрессу. Эксперты задались вопросом: может ли использование роботизированного устройства для пассивной тренировки помочь музыкантам выйти за пределы этого ограничения?
Созданный экзоскелет закрепляется на тыльной стороне руки и фиксирует пальцы, контролируя их движения. Он воспроизводит движения, характерные для игры на пианино, включая сложные комбинации и высокую скорость. В эксперименте приняли участие 118 опытных пианистов, каждый из которых сначала достиг предела своей техники на определенных произведениях. Затем исследователи использовали экзоскелет для пассивной тренировки: робот двигал пальцы правой руки участников в различных комбинациях и с разной скоростью.
После завершения тренировки музыкантам предлагалось снова сыграть те же произведения. Результаты показали, что использование экзоскелета улучшило их игру: пианисты смогли преодолеть ранее недостижимую скорость исполнения и повысить точность движений. Удивительно, но прогресс был заметен не только в правой, но и в левой руке, что указывает на нейропластичность мозга — способность нервной системы адаптироваться и изменяться в ответ на новые стимулы.
Дополнительные тесты активности моторной коры головного мозга до и после тренировки подтвердили, что обучение с экзоскелетом вызвало изменения в структуре нейронных связей. Эти изменения способствовали улучшению координации и скорости движений. Исследователи считают, что такие результаты могут открыть новые горизонты в тренировке музыкантов, позволяя преодолевать физические ограничения, которые ранее считались непреодолимыми.
Кроме музыкантов, технология может быть полезна в реабилитации пациентов с нарушениями моторных функций или для обучения сложным двигательным навыкам в других сферах. Эксперименты подтверждают, что даже пассивная тренировка под управлением робота способна преобразовать работу мозга, открывая возможности для ускоренного обучения и восстановления.
Ранее МФТИ создал сервис для мгновенного распознавания нот, который пригодится музыкантам.
