Исследователи из Римского биомедицинского университета и Высшей школы Сант-Анна в Пизе разработали носимую роботизированную систему, которая помогает музыкантам оставаться в идеальной синхронизации. Устройство представляет собой пару легких экзоскелетов для верхних конечностей, соединенных двусторонней тактильной связью.
Каждый музыкант физически ощущает движения партнера через прикосновение — и это оказалось эффективнее традиционных визуальных и слуховых подсказок. В экспериментах с 20 парами скрипачей (любителями и профессионалами) тактильная обратная связь превзошла зрение по качеству координации. Система, разработанная в рамках проекта CONBOTS, открывает новые возможности не только для музыки, но и для спорта, танцев, образования и реабилитации.
Каждый экзоскелет отслеживает движения одного исполнителя (положение рук, скорость, амплитуду) и передает соответствующие силовые сигналы партнеру. Второй музыкант буквально «чувствует» движения первого — тактильный канал работает в реальном времени, не требуя осознанного контроля. При этом система сохраняет естественную выразительность движений, не сковывая музыканта.
Мы демонстрируем, что тактильная коммуникация с помощью носимых роботов с двусторонней связью превосходит традиционную слухо-визуальную обратную связь в сложном реальном совместном действии — ансамблевом исполнении на скрипке, — подчеркивают авторы в аннотации к исследованию.
Испытания проводились на десяти любительских и десяти профессиональных дуэтах. Участники выполняли задания в четырех условиях:
- Только слух — стандартная ситуация;
- Слух + зрение — визуальные подсказки;
- Слух + тактильная обратная связь — через экзоскелет;
- Все три модальности (слух, зрение, осязание).
Результат: тактильная обратная связь улучшала координацию эффективнее, чем визуальные подсказки. Причем скрипачи обычно обучаются полагаться на зрение и слух, а тактильный канал был для них совершенно новым. Тем не менее, они бессознательно извлекли из него пользу. Наивысший уровень синхронизации достигался при объединении всех трех сенсорных модальностей — мультисенсорная интеграция дала максимальный эффект.
Теперь музыканты не думают о том, как интерпретировать сигнал — они просто чувствуют партнера и интуитивно подстраиваются. Это принципиально отличается от взгляда на дирижера или вслушивания в ритм соседа.
Система не навязывает жесткую синхронизацию, а поддерживает естественную динамику исполнения. Исследователи отмечают, что обратная связь, основанная на силе, не нарушает естественных движений и не требует дополнительных когнитивных усилий.
По мнению команды, потенциальные применения гораздо шире:
- Спортивная подготовка — тренер в экзоскелете может физически направлять движения спортсмена, передавая правильную механику;
- Образование — учитель, играющий на скрипке, может «чувствовать» ошибки ученика и корректировать их через тактильную связь;
- Реабилитация — терапевт направляет движения пациента, помогая восстанавливать моторные функции;
- Дистанционное взаимодействие — экзоскелеты могут работать на расстоянии, позволяя обмениваться тактильной обратной связью через интернет.
По мнению экспертов, проект CONBOTS показывает, что носимые роботы могут не только усиливать силу или выносливость, но и улучшать социальную координацию.
Читайте также нашу статью о том, как новый экзоскелет превращает человека в кентавра.
Источник: hi-tech.mail.ru