外骨骼助钢琴家突破弹奏“天花板”

科技日报讯日本索尼计算机科学研究所团队设计了一种机械手外骨骼，旨在帮助钢琴家通过接触新的运动技能来突破因身体限制导致的“天花板效应”。研究成果发表在新一期《科学·机器人学》杂志上。

这种外骨骼能帮助钢琴家以超越自身极限的速度快速弹奏。甚至移除外骨骼后，钢琴家仍可用经过训练的手更快地弹奏琴键。有趣的是，即使未直接训练的手也表现出运动能力提升，这表明被动快速手部运动有助克服学习瓶颈。

先前研究认为，机器人辅助的被动肢体运动可提升简单运动技能，但其能否帮助音乐家突破技能上限仍是一个未知数。为探索这一问题，团队开发了可独立移动各手指的机器人装置，并对118名受训钢琴家进行多项实验。

参与者先在家练习钢琴任务两周，待表现稳定后，接受了30分钟手外骨骼被动训练。该训练会在右手上产生快速、慢速、复杂或简单的手指运动模式。随后，团队评估了钢琴家在外骨骼训练结束后立即和一天后的技能表现。

结果显示，经过快速复杂动作被动训练的钢琴家双手能更快地弹奏琴键，且训练手的肌肉协调性有所改善。此外，团队在训练前后通过刺激运动皮层区域引发手指运动，发现仅外骨骼训练的手会表现出多指运动模式变化，这表明被动训练引发了神经适应。

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