外骨骼助鋼琴家突破彈奏“天花板”

　　圖 安裝在右手手指上的機器外骨骼。該裝置可以屈伸各個手指的掌指關節。圖片來源：日本索尼計算機科學研究所

　　科技日報訊 （記者張夢然）日本索尼計算機科學研究所團隊設計了一種機械手外骨骼，旨在幫助鋼琴家通過接觸新的運動技能來突破因身體限制導致的“天花板效應”。研究成果發表在新一期《科學·機器人學》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，鋼琴家仍可用經過訓練的手更快地彈奏琴鍵。有趣的是，即使未直接訓練的手也表現出運動能力提升，這表明被動快速手部運動有助克服學習瓶頸。

　　先前研究認為，機器人輔助的被動肢體運動可提升簡單運動技能，但其能否幫助音樂家突破技能上限仍是一個未知數。為探索這一問題，團隊開發了可獨立移動各手指的機器人裝置，並對118名受訓鋼琴家進行多項實驗。

　　參與者先在家練習鋼琴任務兩周，待表現穩定后，接受了30分鐘手外骨骼被動訓練。該訓練會在右手上產生快速、慢速、復雜或簡單的手指運動模式。隨后，團隊評估了鋼琴家在外骨骼訓練結束后立即和一天后的技能表現。

　　結果顯示，經過快速復雜動作被動訓練的鋼琴家雙手能更快地彈奏琴鍵，且訓練手的肌肉協調性有所改善。此外，團隊在訓練前后通過刺激運動皮層區域引發手指運動，發現僅外骨骼訓練的手會表現出多指運動模式變化，這表明被動訓練引發了神經適應。