Экзоскелет для маэстро: робот Sony помогает пианистам достичь невозможного

Специалисты из Sony Computer Science Laboratories Inc. совместно с коллегами из Института NeuroPiano в Киото разработали экзоскелет, который помогает пианистам преодолеть потолок мастерства при исполнении быстрых музыкальных произведений. Результаты исследования, в котором приняли участие более ста человек, опубликованы в журнале Science Robotics .

Опыт показывает, что большинство музыкантов после длительных тренировок достигают определенного плато. Особенно это заметно при игре на инструментах, требующих высокой скорости и точности движений пальцев, например на гитаре или фортепиано.

Японские ученые под руководством Синити Фуруя решили проверить, поможет ли пассивная тренировка с помощью робота преодолеть этот барьер. Для этого они пригласили 118 профессиональных пианистов принять участие в серии экспериментов.

Экзоскелет надевается на тыльную сторону ладони и крепится к пальцам специальными застежками, обеспечивая надежную фиксацию. Устройство позволяет выполнять сложные движения несколькими пальцами одновременно.

Перед началом эксперимента все участники учились играть определенные произведения самостоятельно, пока не достигали своего индивидуального совершенства. Затем начинался этап пассивных тренировок: экзоскелет полностью брал под контроль пальцы правой руки музыкантов и заставлял их двигаться вверх и вниз в разных последовательностях и с разной скоростью, без активного участия человека. При этом движения никак не были связаны с конкретными музыкальными техниками или аккордами.

После завершения тренировок с роботом добровольцев просили снять экзоскелет и сыграть те же произведения, которые они разучивали ранее. И гипотеза подтвердилась - большинство из испытуемых преодолели плато, стали играть гораздо быстрее и увереннее. Особенно примечательно, что улучшения наблюдались в обеих руках, хотя тренировалась только правая.

Ученые также провели тщательный анализ моторной коры головного мозга до и после тренировок. Оказывается, занятия с экзоскелетом привели к нейропластическим изменениям – то есть сформировались новые нейронные связи, отвечающие за координацию движений конечностей.