意大利研究人员开发可穿戴机器人外骨骼 提升小提琴演奏者协调性
2026-04-08 14:29
来源:意大利罗马生物医学大学
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意大利罗马生物医学大学、比萨圣安娜高等研究院等机构的研究团队近期开发了一款新型可穿戴机器人系统,旨在帮助音乐家实现更精准的同步演奏。这一系统以可穿戴外骨骼的形式附着于人体上肢,通过提供触觉反馈,让使用者能够实时感知搭档的动作,从而提升协调性。

该研究基于欧洲项目CONBOTS,探索机器人如何通过物理连接增强人际互动。论文共同第一作者弗朗切斯科·迪·托马索告诉Tech Xplore:“关键思想是利用触觉交流作为运动信息交换的渠道。小提琴二重奏是一个典型例子,音乐家通常依赖听觉和视觉协调,但缺乏物理接触。”

研究人员开发了两套外骨骼设备,用于连接两位小提琴手的动作。每个设备测量一位音乐家的运动,并根据差异向另一位施加力,使音乐家能像物理相连一样感受彼此动作,同时保持自然表达。迪·托马索解释道:“我们通过要求20对音乐家在不同反馈条件下演奏测试了方法:仅听觉、听觉和视觉、听觉和触觉,以及三者结合。引人注目的是,机器人介导的触觉反馈比视觉更能有效提升协调性。”

实验结果显示,外骨骼带来了更协调的动作和更高的音乐同步性,尽管小提琴手通常不依赖触觉反馈。迪·托马索说:“小提琴手被训练依赖视觉提示,但我们发现他们从陌生反馈类型中受益,甚至未意识到力的来源。所有感觉模态结合产生了最高协调水平,突显了多感觉整合的重要性。”

未来,这一可穿戴机器人系统可扩展至音乐家外的更多应用,如运动训练、教育和康复领域。迪·托马索解释道:“例如,老师和学生或治疗师与患者可通过外骨骼物理连接,使运动纠正更直观传达。长远来看,这一概念甚至能实现远程物理互动,让人们在距离外协作时仍共享触感。”

出版详情:作者:Ingrid Fadelli, Phys.org;标题:《Wearable robots improve coordination between pairs of violin players》;发表于:《Science Robotics》(2026)。

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