Nosivi roboti poboljšavaju koordinaciju glazbenika

Što ako dva glazbenika koji sviraju zajedno mogu fizički osjetiti međusobne pokrete? Kada dvije osobe obavljaju zajednički zadatak, poput violinskog dueta, one se prvenstveno oslanjaju na vid i sluh za koordinaciju i ne mogu se osloniti na fizički kontakt.

Pa ipak, fizički kontakt je ključan u društvenim interakcijama među pojedincima. Samo zamislite učitelja violine, koji, kada podučava, hvata učenika za ruku i vodi ga kroz ispravan pokret.

Kroz fizički kontakt tijelo može primati i prenositi informacije vezane uz pokret, i to čak i učinkovitije nego što se prije mislilo, kako pokazuje nova međunarodna studija objavljena u časopisu Science Robotics.

Studija koju koordinira Sveučilište Campus Bio-Medico u Rimu (UCBM), baca novo svjetlo na ovo pitanje pokazujući da haptička povratna informacija, osjet dodira i fizičke sile, može poboljšati koordinaciju u preciznim motoričkim gestama, poput sviranja violine u duetu, čak i učinkovitije od vida i sluha, na koje se glazbenici tradicionalno oslanjaju pri izvođenju.

Projekt CONBOTS, koji koordinira profesor bioinženjerstva Domenico Formica na Sveučilištu Campus Bio-Medico u Rimu, financira Europska unija s gotovo 5 milijuna eura u okviru programa Horizon 2020.

Kako bi replicirali fizički kontakt između dva violinista u scenariju u kojem on obično izostaje, istraživači iz CONBOTS tima razvili su  par nosivih egzoskeleta koji mogu osjetiti pokrete dva violinista i, kada se oni ne poklapaju, primijeniti sile proporcionalne razlici između njihovih pokreta.

Na taj način egzoskeleti omogućuju virtualno povezivanje dvaju glazbenika, omogućujući im da fizički osjete pokrete svog partnera, simulirajući izravan fizički kontakt. 

Sustav je testiran s  dvadeset parova violinista , uključujući deset amatera i deset profesionalaca, koji su izveli glazbeni komad u četiri različita senzorna uvjeta: samo sluh; sluh i vid; sluh i haptika; sluh, vid i haptika.

Glazbenici nisu bili upoznati s egzoskeletima i nije im rečeno da su fizički povezani. Rezultati su pokazali da  prisutnost haptičke povratne informacije značajno poboljšava motoričku koordinaciju pa su violinisti mogli preciznije uskladiti pokrete ruku, bolje sinkronizirati položaje gudala i postići bolju glazbenu koordinaciju.

Iznenađujuće, povratna sila koju pružaju egzoskeleti poboljšala je koordinaciju više od samo vizualne povratne informacije, iako su violinisti obično obučeni da se oslanjaju na vid tijekom duetskih izvedbi. Najbolje izvedbe zabilježene su kada su kombinirani slušni, vizualni i haptički aspekti, što naglašava ulogu multisenzorne integracije  u složenim senzomotornim zadacima.

Rezultati projekta CONBOTS sugeriraju da haptička povratna informacija može predstavljati učinkovit komunikacijski kanal u suradničkim zadacima između pojedinaca zbog svoje implicitne prirode. Za razliku od vizualnih znakova, koji zahtijevaju svjesnu pažnju, haptička povratna informacija je tjelesna i neposredna, omogućujući partnerima da se prilagode međusobnim pokretima na gotovo refleksivan način. Osim glazbe, ovaj pristup mogao bi imati širi utjecaj na brojne suradničke aktivnosti, uključujući motoričko učenje.  

„Ulazimo u eru u kojoj roboti mogu posredovati u fizičkoj komunikaciji između ljudi na potpuno nove načine“, dodaje profesor Domenico Formica s Istraživačke jedinice za neurofiziologiju i neuroinženjering interakcije čovjeka i tehnologije (NeXTlab) UCBM-a. „Ova studija prvi je korak prema sustavima koji fizički povezuju ljude, poboljšavajući njihovu koordinaciju, učenje i rehabilitaciju.“