در یک آزمایش موسیقایی، نوازندگان ویولن اسکلتهای بیرونی رباتیکی سبکوزن را بر بازوی دستکمان خود پوشیدند که تغییرات ظریفی در حرکت طبیعی آنها ایجاد میکرد.
دانشمندان در ایتالیا نشان دادهاند که فناوری رباتیک میتواند زمانبندی و هماهنگی موسیقایی بین اجراکنندگان را دقیقتر کند.
آگهی
آگهی
در این پژوهش که در نشریه Science Robotics (منبع به زبان انگلیسی) منتشر شده، روی بازوی آرشهکش ویولنیستهای حرفهای اسکلتهای بیرونی نصب شد.
این رباتها بازخوردهای ظریف لمسی منتقل میکردند و به نوازندگان کمک میکردند حرکتهای خود را با هم همزمان کنند.
فرانچسکو دی تومازو، یکی از پژوهشگران رباتیک در دانشگاه «کامپوس بایو-مدیکو»، این رویکرد را چنین توضیح میدهد: «برای پاسخ دادن به پرسش علمیمان، آزمایشی طراحی کردیم که در آن شرایط مختلف بازخورد حسی را آزمودیم. مهمترینشان وضعیتی بود که در آن شرکتکنندگان میتوانستند یکدیگر را ببینند و صدای هم را بشنوند که حالت سنتی است، و وضعیتی که در آن دید را از آنها گرفتیم و بازخورد لمسی را وارد کردیم، یعنی این بازخورد از دستگاهها میآمد.»
او اضافه میکند: «به این ترتیب توانستیم نشان دهیم که جایگزین کردن بینایی با بازخورد لمسی در واقع هماهنگی را هم در حرکتشناسی و هم در همزمانی موسیقایی افزایش میدهد، بنابراین آنها هم از نظر حرکت و هم از نظر خروجی موسیقایی اجراهای بهتری داشتند.»
این پژوهش چگونه انجام شد
از ویولنیستها در چهار وضعیت آزمون گرفته شد: فقط شنیدن صدای یکدیگر بدون دیدن هم، هم شنیدن و هم دیدن، مسدود شدن دید در حالی که اسکلت بیرونی فعال بود، و در نهایت، دریافت کامل بازخورد حسی همراه با اسکلت بیرونی.
دوربینهای مادونقرمز و حسگرها زاویه بازوها، وضعیت شانهها و نیروی واردشده به آرشهها را ثبت میکردند.
دی تومازو گفت: «اسکلتهای بیرونی به طور ویژه برای اندامهای فوقانی طراحی شدهاند و به حرکت شانه و آرنج کمک میکنند، به طور مشخص در خم و باز شدن آرنج و چرخشهای داخلی و خارجی شانه.»
او ادامه میدهد: «این دستگاهها طوری طراحی شدهاند که دو فردی را که در حال انجام یک حرکت هستند به شکل فیزیکی به هم وصل کنند، به این معنا که نوعی ارتباط مجازی میان آنها برقرار میشود. بنابراین حرکتهایی که یکی از اسکلتهای بیرونی ثبت میکند به دیگری منتقل میشود.»
هرگاه حرکتهای نوازندگان با هم تفاوت داشت، اسکلتهای بیرونی نیروهایی دوطرفه وارد میکردند تا آنها را همزمان کنند. هرچند برخی شرکتکنندگان از احساس ناراحتی خبر دادند، اما این سامانه در نهایت هماهنگی میان آنها را بهبود داد.
دی تومازو افزود: «در پایان آزمایشها از شرکتکنندگان پرسیدیم درباره نیروهایی که حس میکردند چه فکری دارند. آنها از منشا این نیروها خبر نداشتند و بیشترشان متوجه نشدند که این نیروها در واقع از سوی شریکشان میآید و حتی بعضی گفتند از احساس این نیروها ناراحت شدهاند. اما نکته جالب این بود که همین نیروها به آنها کمک کرد بهتر با هم هماهنگ شوند.»
فراتر از موسیقی
این پژوهش برای کاربردهای بالینی طراحی نشده بود، اما دومنیکو فورمیکا، استاد مهندسی زیستی و از اعضای تیم تحقیق، میگوید این فناوری میتواند کاربردهای گستردهتری داشته باشد.
فورمیکا گفت: «از نظر نظری همان مفهوم را میتوان در حوزههای مختلف به کار برد و یکی از آنها میتواند مثلا توانبخشی حرکتی باشد. در توانبخشی حرکتی با واسطه ربات، معمولا بیمار با ربات تعامل میکند تا روند بهبودش بهتر شود. با استفاده از همین فناوری میتوانیم مثلا یک درمانگر را در تعامل مستقیم با بیمار قرار دهیم و این مبادله دوطرفه نیرو میتواند روند بهبود در طول درمان را تقویت کند. یا حتی میتوان دو بیمار را در کنار هم قرار داد تا در روند بازتوانی، یکدیگر را به چالش بکشند.»