دستکش رباتیک به نوازندگان پیانو کمک می‌کند تا سرعت و مهارت انگشتان خود را در عرض ۳۰ دقیقه افزایش دهند
یک دستکش مانند اسکلت خارجی رباتیک ممکن است به پیانیست‌ها کمک کند تا مهارت‌های خود را بدون خطر آسیب از تمرین بیش از حد بهبود بخشند.
به الهام از روش‌های تدریس سنتی، محققان دستگاهی ساخته‌اند که انگشتان فردی را برای هدایت حرکات پیچیده حرکت می‌دهد.
این نوآوری که توسط تیمی در آزمایشگاه‌های سونی در توکیو توسعه یافته است، می‌تواند به نوازندگان کمک کند تا بر موانع مهارتی غلبه کنند و عملکرد خود را به صورت امن‌تر ارتقاء دهند.
محققان ادعا می‌کنند که یک جلسه ۳۰ دقیقه‌ای با اسکلت خارجی رباتیک می‌تواند سرعت انگشتان در پیانیست‌های آموزش‌دیده را افزایش دهد.
شکستن موانع مهارتی
تسلط بر مهارت‌های سطح کارشناسی اغلب به تمرین گسترده نیاز دارد، اما تمرین به تنهایی همیشه به بهبود منجر نمی‌شود.
تحقیقات نشان می‌دهد که آموزش کمتر از نیمی از توسعه تخصص را شامل می‌شود، این موضوع سوالاتی درباره محدودیت‌های تمرین عمدی مطرح می‌کند.
برای افرادی که پیشتر آموزش دیده‌اند، بهبود بیشتر اغلب با اثر "سقف" مشروط می‌شود، جایی که افزایش یادگیری پس از آموزش گسترده کاهش می‌یابد. برای غلبه بر این، به روش‌های آموزشی جدیدی نیاز است که تنها به تمرین اولیه یا بلندمدت متکی نباشند.
مطالعات نشان داده‌اند که آموزش حسگر حرکتی می‌تواند به افراد بسیار آموزش‌دیده کمک کند، اگرچه بیشتر بر وظایف ساده مثل حرکت تک انگشت متمرکز هستند. برای مهارت‌های موتوری پیچیده، پیشرفت با عدم تجربه فیزیکی پیشین و دشواری شبیه‌سازی حرکات ناشناخته محدود می‌شود.
آموزش مبتنی بر حس، مانند حرکت‌های منفعل رباتیک یا دیداری به بهبود مهارت‌های پایه مانند گرفتن و وضعیت بدن کمک کرده است. با این حال، آیا این روش‌ها می‌توانند مهارت‌های پیچیده‌ای که بیش از حد آموزش دیده‌اند، مانند نوازندگی پیانوی پیشرفته، را تقویت کنند همچنان ناشناخته باقی مانده است.
محققان یک ربات اسکلت خارجی مخصوص طراحی شده را برای حرکت مستقل انگشتان در اختصار و تمدید آزمایش کردند. مطالعات قبلی نشان داده بود که تنظیم مهارت‌هایی که بیش از حد آموزش دیده‌اند، مانند ایستادن یا دویدن، با یک اسکلت خارجی عملکرد را بهبود بخشیده است، اما معلوم نبود آیا اثر بدون ربات پایدار است یا خیر.
برای بررسی این موضوع، پیانیست‌های متخصص از ربات برای تجربه الگوهای حرکتی چند انگشتی جدید در سرعت‌های مختلف استفاده کردند. محققان فرض کردند که ورودی‌های حسی از این حرکات سریع‌تر و دقیق‌تر که تمرین نشده‌اند می‌تواند مهارت‌های حرکتی را حتی پس از موانع ناشی از آموزش گسترده افزایش دهد.
به گفته تیم، تحریک مغزی تغییرات نوروالیستیکی در سیستم کورتیکواسپینال مرتبط با این تقویت مهارت از طریق آموزش منفعل را بیشتر آشکار کرد.
عملکرد سریع‌تر انگشتان
مطالعه بررسی کرد که آیا قرار گرفتن منفعل در معرض حرکات انگشتی سریع و پیچیده با استفاده از یک اسکلت خارجی رباتیکی دست‌ساخته می‌تواند مهارت‌های بیش از حد آموزش‌دیده را در پیانیست‌های متخصص تقویت کند.
اسکلت خارجی قابلیت انعطاف و تمدید مستقل انگشتان را فراهم کرد، به شرکت‌کنندگان امکان تجربه هماهنگی چند انگشتی ناشناخته و با سرعت بالا را داد.
نتایج نشان داد که سرعت کشش کلید پیانیست‌ها پس از آموزش منفعل با اسکلت خارجی افزایش یافت. مهم‌تر اینکه این اثر به دست مقابل غیر آموزشی نیز منتقل شد و نشان دهنده انتقال بین‌دستی مهارت بود. با این حال، آموزش شامل حرکات ساده یا الگوهای پیچیده کند، عملکرد را بهبود نبخشید، که تاکید بر تخصص آموزش سریع و پیچیده برای ارتقاء مهارت دارد.
تغییرات نوروالیستیکی در سیستم کورتیکوپینال مشاهده شد. تحریک مغناطیسی جمجمه‌ای، الگوهای حرکتی چند انگشتی تغییر یافته را نشان داد، نشان دهنده افزایش درگیری ماژول‌هایی است که حرکات انگشتی فردی را نشان می‌دهند. هماهنگی عضلانی نیز بهتر شد، که با انفجارهای کوچک‌تر و زودتر از فعالیت، عملکرد کارآمد را تسهیل کرد.
به گفته محققان، این مطالعه پتانسیل اسکلت‌های خارجی رباتیک برای تقویت مهارت‌های حرکتی از طریق امکان‌پذیر ساختن حرکات غیرقابل دستیابی را تأکید می‌کند.
جزئیات تحقیقات تیم در مجله Science Robotics منتشر شد.
