Во время музыкального эксперимента скрипачи носили легкие роботизированные экзоскелеты на руках, держащих смычок, которые слегка изменяли их естественные движения.
Итальянским учёным удалось показать, что робототехника действительно способна улучшать чувство ритма и координацию между исполнителями.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
В исследовании, результаты которого были опубликованы в журнале Science Robotics (источник на английском языке), профессиональным скрипачам на руки, держащие смычок, надели экзоскелеты.
Роботы передавали музыкантам тонкие тактильные сигналы, помогая им синхронизировать движения.
Один из авторов работы, специалист по робототехнике из Университета Кампус Биомедико Франческо Ди Томмазо, так объяснил подход: «Чтобы ответить на наш научный вопрос, мы спроектировали эксперимент, в котором протестировали разные режимы сенсорной обратной связи. Прежде всего у нас был один режим, когда участники могли слышать и видеть друг друга — это традиционный вариант, — и один режим, когда мы лишили их зрения и ввели тактильные ощущения, то есть обратную связь от устройств».
Он добавил: «Таким образом нам удалось показать, что замена зрительного контроля тактильной обратной связью действительно улучшает координацию и по кинематическим параметрам, и по музыкальному согласованию, так что участники лучше выступали как с точки зрения движений, так и с точки зрения музыкального результата».
Как проводилось исследование
Скрипачей тестировали в четырёх условиях: когда они слышали, но не видели друг друга; когда и слышали, и видели; когда им блокировали зрение, но активировали экзоскелет; и, наконец, при полном сенсорном сопровождении в сочетании с экзоскелетом.
Инфракрасные камеры и датчики фиксировали углы сгибания рук, положение плеч и силу, с которой они прилагали усилие к смычкам.
«Экзоскелеты специально разработаны для верхних конечностей и помогают движениям плеча и локтя — в частности, сгибанию и разгибанию локтя, а также внутренней и внешней ротации плеча», — сказал Ди Томмазо.
«Их создали для физического связывания двух людей, выполняющих движение, то есть между ними возникает своего рода виртуальный канал связи. Движения, которые фиксирует один экзоскелет, передаются другому».
Когда движения музыкантов расходились, экзоскелеты создавали двусторонние усилия, чтобы синхронизировать их. Хотя некоторые участники жаловались на дискомфорт, система в итоге улучшала их координацию.
«В конце экспериментов мы спросили участников, что они думают о силах, которые ощущали. Они не знали, откуда они возникают, и большинство не поняло, что они на самом деле исходили от партнёра, а некоторые признались, что им было некомфортно ощущать эти силы. Но любопытно, что именно эти усилия помогали им лучше координироваться», — добавил Ди Томмазо.
Не только для музыки
Изначально исследование не предназначалось для клинического применения, однако профессор Доменико Формика, биоинженер, участвовавший в работе, считает, что технология может иметь более широкие применения.
«В теории тот же принцип можно применить во многих областях, и одна из них, например, моторная реабилитация. В роботизированной моторной реабилитации пациенты обычно взаимодействуют с роботом, чтобы улучшить восстановление. Используя ту же технологию, можно сделать так, чтобы, к примеру, терапевт напрямую взаимодействовал с пациентом, и за счёт двустороннего обмена усилиями это может улучшить восстановление во время терапии. Можно также представить, что вместе работают два пациента, чтобы усложнить и стимулировать процесс их реабилитации», — сказал Формика.