یک دست رباتیک طراحی شده است که به انگشتان نوازندگان پیانو امکان حرکت سریعتر را می‌دهد. چنین دستگاه‌هایی ممکن است در آینده به آموزش حرفه‌ای بازیکنان، ورزشکاران یا جراحان نیز کمک کنند.
شما در حال تمرین یک قطعه جدید روی پیانو هستید، اما یک بخش خاص مرتب کار شما را مختل می‌کند. هرقدر هم تلاش می‌کنید، انگشتانتان به سرعت کافی نمی‌رسند. سپس از دستگاهی شبیه به یک دست رباتیک استفاده می‌کنید. این ابزار با موتور خاص خود، انگشتانتان را سریعتر و روان‌تر از آنچه به تنهایی ممکن بود، حرکت می‌دهد.
هنگامی که دوباره بدون استفاده از این دست رباتیک پشت پیانو می‌نشینید، متوجه می‌شوید که اکنون انگشتانتان با مهارتی بیشتر و سرعتی فوق‌العاده حرکت می‌کنند. حالا شما به‌راحتی بخش دشواری را می‌نوازید که قبل‌تر غیرممکن به نظر می‌رسید.
در یک سری آزمایش های اخیر، ده ها نوازنده حرفه ای پیانو دقیقا این تجربه را داشتند. آنها مهارت های پیانو خود را با استفاده از یک دست رباتیک پوشیدنی که اسکلت بیرونی نیز نامیده می شود، بهبود بخشیدند. شینیچی فورویا و تیمش نتایج را در ۱۵ ژانویه در Science Robotics به اشتراک گذاشتند.
فورویا می گوید:
بسیاری از مردم از این نوع ربات برای توانبخشی یا بازی های واقعیت مجازی استفاده می کنند. من فکر کردم شاید این برای آموزش موسیقی نیز خوب باشد. فورویا محقق مؤسسه NeuroPiano در آزمایشگاه علوم کامپیوتر سونی در توکیو، ژاپن است.
نیکلاس هاتسوپولوس در دانشگاه شیکاگو در ایلینویز به مطالعه کنترل حرکت حسی می پردازد. او که یک عصب شناس بود، در مطالعه جدید شرکت نکرد. اما او واقعا آن را دوست داشت. او می‌گوید: فکر می‌کردم خیلی باحال بود.
روشی جدید برای تمرین پیانو با استفاده از دست رباتیک
فورویا قبلا یک نوازنده حرفه ای بود. او می‌گوید:
من هر روز ۱۰ ساعت پیانو تمرین می‌کردم. او آنقدر تمرین کرد که دچار اختلال حرکتی در دستانش شد.
به همین دلیل است که او می گوید:
من حرفه ام را از پیانیست به دانشمند تغییر دادم.
دستانش اکنون وضعیت بهتری دارند. او همچنان به نواختن پیانو و تدریس ادامه می‌دهد. با این حال، چند سال پیش ایده‌ای جدید به ذهنش رسید تا روش تازه‌ای برای تمرین نوازندگان ارائه کند. او معتقد است که شاید نیاز باشد یک نوع ربات طراحی شود که بتواند نحوه حرکت انگشتان را آموزش دهد.
فورویا مهندس نبود، بنابراین ایده‌اش را با یکی از همکارانش در میان گذاشت. او پرسید که آیا ساخت چنین روباتی امکان‌پذیر است. پاسخ این بود: بله، چرا که نه؟
رباتی که آنها ساخته اند روی یک دست قرار می گیرد. فورویا و همکارانش برای آزمایش این دستگاه، پیانیست های حرفه ای را به آزمایشگاه آوردند. هاتسوپولوس می گوید که تعداد سوژه ها بسیار چشمگیر بود.
برای یک آزمایش، ۶۰ پیانیست همان الگوی پیچیده را تمرین کردند. این شامل فشار دادن انگشت اشاره و انگشت حلقه به هم، سپس انگشت میانی و صورتی با هم است. با بیشترین سرعت ممکن به عقب و جلو می روید. آن را امتحان کنید!
حتی حرکت بسیار آهسته، این بسیار مشکل است. نوازندگان پیانو آنقدر تمرین کردند که انگشتانشان سریعتر حرکت نکند.
سپس محققان ۶۰ پیانیست را به پنج گروه تقسیم کردند. گروه اول در حین نواختن آن الگوی حیله‌گرانه، دست رباتیک را می‌پوشیدند. سریعتر از آنچه که نوازندگان به تنهایی می توانستند انگشتان دست را حرکت دهند. برای گروه دوم، دستگاه انگشتان را به آرامی با همان الگوی حیله‌آمیز حرکت می‌داد.
گروه سوم حرکت سریع انگشت را تجربه کردند، اما همه انگشتان به یکباره حرکت کردند. دو گروه دیگر از دست رباتیک استفاده نکردند. یکی از اینها به تنهایی به تمرین الگوی فریبنده ادامه داد. گروه آخر فقط استراحت کردند.
پس از آن، تنها یک گروه توانستند الگوی پیچیده را سریعتر از گذشته بازسازی کنند. این گروه شامل پیانیست‌هایی بود که از دست رباتیک برای تمرین حرکات پیچیده انگشت‌ها استفاده می‌کردند. زمان میانگین بین فشار دادن کلیدها توسط آنها حدود ۶ درصد کاهش پیدا کرده بود.
پیانیست‌ها اغلب به فورویا اشاره می‌کردند که پس از استفاده از این ربات، حس سبکی خاصی در انگشتانشان دارند. جالب اینجاست که با وجود استفاده از دستگاه فقط برای دست راست، سرعت و عملکرد دست چپ آنها نیز بهبود یافته بود!
هاتسوپولوس می‌گوید: در واقع از این موضوع متحیر شدم.
یک روز پس از آموزش با این ربات، این پیانیست ها همچنان می توانستند سریعتر از حد معمول بنوازند. با این حال، فورویا انتظار ندارد این اثر خیلی بیشتر از این طول بکشد. او فکر می‌کند که پیانیست‌ها احتمالا باید به طور مرتب از دستگاه برای حفظ امتیاز سرعت استفاده کنند.
افسوس که اکنون نمی توانند این کار را انجام دهند. فورویا توضیح می دهد: این هنوز یک نمونه اولیه است، بنابراین آنها هنوز نمی توانند دست رباتیک را با خود به خانه ببرند.
هاتسوپولوس فکر می‌کند که این آموزش رباتیک احتمالا برخی از اتصالات عصبی را در مغز نوازندگان دوباره سیم‌کشی کرده است. قشر حسی تنی (So-MAT-oh-SEN-or-ee) ناحیه مغزی است که مسئول رسیدگی به بازخورد حسی است. این همان چیزی است که وقتی ربات انگشتان مردم را تکان می دهد فعال می شود.
هنگامی که شخصی انگشتان خود را تکان می دهد، بخش دیگری از مغز، قشر حرکتی، این حرکت را مدیریت می کند.
هاتسوپولوس بیان می‌کند که این دو بخش از مغز با یکدیگر اطلاعات رد و بدل می‌کنند. او همچنین اشاره دارد که نیمکره‌های چپ و راست مغز نیز که کنترل طرف مقابل بدن را بر عهده دارند، به همین شکل عمل می‌کنند. این ارتباطات می‌تواند توضیح دهد که چرا آموزش، سرعت دست چپ نوازندگان را بهبود می‌بخشد، حتی اگر آنها تنها دستگاه را در سمت راست بدن خود بسته باشند.
درمان، ورزش، بازی و فراتر از آن با استفاده از دست رباتیک
هاتسوپولوس خاطرنشان می کند که پزشکان و محققان در حال حاضر از دستگاه های رباتیک مشابه، دست رباتیک در درمان استفاده می کنند. به عنوان مثال، سکته مغزی اغلب باعث اختلال در حرکت یک طرف بدن می شود. استفاده از ربات برای حرکت بازو می تواند به بیمار کمک کند تا دامنه حرکتی قبلی خود را بازگرداند.
با این حال، اسکلت های بیرونی که انگشتان و دست ها را حرکت می دهند، عقب مانده اند. هاتسوپولوس می‌گوید این به این دلیل است که انگشت‌های روباتیک پیچیده و ساختن آنها سخت‌تر است.
دست روباتیک که تیم فورویا ساخته است فقط می تواند انگشتان دست را به یک جهت حرکت دهد، در یک حرکت رو به پایین. او می گوید:
ما در حال توسعه یک ربات پیچیده تر هستیم. این می تواند دو مفصل را به طور همزمان حرکت دهد. این به حرکات انگشتان حتی پیچیده تر اجازه می دهد.
فورویا تصور می‌کند که آموزش رباتیک می‌تواند به افراد کمک کند تا در بسیاری از فعالیت‌ها فراتر از کلیدهای پیانو تسلط پیدا کنند. گیمرهای حرفه‌ای باید حرکات پیچیده کیبورد یا جوی استیک را تمرین کنند. جراحان باید حرکات پیچیده و ظریف دست را یاد بگیرند. و پرتاب‌کننده‌های بیسبال باید به روشی خاص در گرفتن توپ مهارت داشته باشند. فورویا می‌گوید اگر یک دست رباتیک بتواند به کسی کمک کند که این نوع حرکات دست را آموزش دهد، شاید تمرین آنقدر تکراری نباشد. او می‌گوید: آنها می‌توانند از زمان تمرین برای فعالیت‌های خلاقانه‌تر استفاده کنند.
__ تکنو دات مرجع اخبار تکنولوژی __
