科技日報記者 張夢然
日本索尼計算機(jī)科學(xué)研究所團(tuán)隊設(shè)計了一種機(jī)械手外骨骼，旨在幫助鋼琴家通過接觸新的運(yùn)動技能來突破因身體限制導(dǎo)致的“天花板效應(yīng)”。研究成果發(fā)表在新一期《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上。
這種外骨骼能幫助鋼琴家以超越自身極限的速度快速彈奏。甚至移除外骨骼后，鋼琴家仍可用經(jīng)過訓(xùn)練的手更快地彈奏琴鍵。有趣的是，即使未直接訓(xùn)練的手也表現(xiàn)出運(yùn)動能力提升，這表明被動快速手部運(yùn)動有助克服學(xué)習(xí)瓶頸。
先前研究認(rèn)為，機(jī)器人輔助的被動肢體運(yùn)動可提升簡單運(yùn)動技能，但其能否幫助音樂家突破技能上限仍是一個未知數(shù)。為探索這一問題，團(tuán)隊開發(fā)了可獨立移動各手指的機(jī)器人裝置，并對118名受訓(xùn)鋼琴家進(jìn)行多項實驗。
參與者先在家練習(xí)鋼琴任務(wù)兩周，待表現(xiàn)穩(wěn)定后，接受了30分鐘手外骨骼被動訓(xùn)練。該訓(xùn)練會在右手上產(chǎn)生快速、慢速、復(fù)雜或簡單的手指運(yùn)動模式。隨后，團(tuán)隊評估了鋼琴家在外骨骼訓(xùn)練結(jié)束后立即和一天后的技能表現(xiàn)。
結(jié)果顯示，經(jīng)過快速復(fù)雜動作被動訓(xùn)練的鋼琴家雙手能更快地彈奏琴鍵，且訓(xùn)練手的肌肉協(xié)調(diào)性有所改善。此外，團(tuán)隊在訓(xùn)練前后通過刺激運(yùn)動皮層區(qū)域引發(fā)手指運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)僅外骨骼訓(xùn)練的手會表現(xiàn)出多指運(yùn)動模式變化，這表明被動訓(xùn)練引發(fā)了神經(jīng)適應(yīng)。
