近期，《科學(xué)機(jī)器人》期刊發(fā)表了一項(xiàng)引人注目的研究，揭示了鋼琴家在技能提升上的新突破。這項(xiàng)研究由索尼計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的知名鋼琴家Shinichi Furuya領(lǐng)銜，為鋼琴家們提供了一種前所未有的訓(xùn)練方法。
Furuya在職業(yè)生涯中曾遭遇手部過(guò)度練習(xí)導(dǎo)致的傷害，這讓他意識(shí)到，傳統(tǒng)訓(xùn)練方法在某些階段會(huì)遇到難以逾越的瓶頸。回想起老師曾通過(guò)特定的指導(dǎo)手法幫助他攻克復(fù)雜曲目，F(xiàn)uruya萌生了利用機(jī)器人技術(shù)模擬這種指導(dǎo)的想法。
研究團(tuán)隊(duì)為此開發(fā)了一款定制化的外骨骼機(jī)器人手，能夠精準(zhǔn)控制右手各個(gè)手指的運(yùn)動(dòng)，包括關(guān)節(jié)的彎曲和伸展。這款設(shè)備專注于復(fù)雜的手指運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，與以往的機(jī)器人外骨骼有著顯著的區(qū)別。
在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)招募了118名鋼琴家，并設(shè)計(jì)了三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這種新型訓(xùn)練方法的有效性。在第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，30名鋼琴家被要求每天完成一項(xiàng)高難度的“和弦顫音”任務(wù)，這是肖邦、拉威爾和貝多芬等大師作品中常見的技巧。經(jīng)過(guò)兩周的常規(guī)訓(xùn)練，鋼琴家們的技能水平趨于穩(wěn)定。然而，在使用機(jī)器人外骨骼手進(jìn)行30分鐘的被動(dòng)訓(xùn)練后，他們的演奏速度和準(zhǔn)確性卻得到了顯著提升。
第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步探究了技能提升的具體機(jī)制。60名鋼琴家被隨機(jī)分配到五個(gè)不同的組別，接受不同的干預(yù)措施。研究結(jié)果顯示，不僅接受機(jī)器人外骨骼手被動(dòng)訓(xùn)練的手部技能得到了提升，就連未受訓(xùn)練的手部也表現(xiàn)出了類似的進(jìn)步，即所謂的“雙手間轉(zhuǎn)移效應(yīng)”。
在第三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)肌電圖（EMG）監(jiān)測(cè)和運(yùn)動(dòng)皮層刺激技術(shù)，評(píng)估了被動(dòng)訓(xùn)練期間皮質(zhì)脊髓系統(tǒng)的神經(jīng)可塑性變化。28名鋼琴家參與了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，只有接受訓(xùn)練的手部在復(fù)雜手指運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出了神經(jīng)模式的變化，這表明被動(dòng)訓(xùn)練確實(shí)引發(fā)了神經(jīng)適應(yīng)性。
