钢琴家的新技能提升方式
近日，一项研究发表于《科学机器人》期刊上，研究显示使用机器人外骨骼手进行被动训练有助于钢琴家突破长期训练后的“天花板效应”。
这项研究由索尼计算机科学研究所的钢琴家Shinichi Furuya主导。他发现，在过度练习导致手部受伤后，要想在不练习的情况下提高技能变得更加困难。受到老师过去用指导手法演奏复杂曲目的启发，Furuya开始思考利用机器人手模拟这一效果。
研究团队设计了一款定制的外骨骼机器人手，能够独立控制右手的各个手指，并根据需要弯曲和伸展关节。这款设备专注于复杂的手指运动训练，与以往用于辅助肢体运动或虚拟触觉反馈的机器人外骨骼不同。
研究共招募了118名钢琴家，进行了三项实验。第一项实验要求30名钢琴家连续两周每天完成一项指定任务：“和弦颤音”。这个任务因其技术难度而闻名，出现在肖邦、拉威尔和贝多芬等经典曲目中。结果显示，经过两周训练后，钢琴家的技能水平趋于稳定，但在使用机器人外骨骼手进行30分钟的被动训练后，他们的演奏速度和准确性显著提升。
第二项实验旨在探究技能提升的具体机制。60名钢琴家被随机分配到五组，并接受不同的干预措施。结果表明，机器人外骨骼手的被动训练不仅提高了受训手的技能水平，还使未受训手也表现出类似的进步，即存在“双手间转移效应”。
第三项实验通过肌电图（EMG）监测和运动皮层刺激评估了被动训练期间皮质脊髓系统的神经可塑性变化。28名钢琴家参与了实验，结果显示只有受过训练的手部在复杂手指运动中表现出神经模式变化，这表明被动训练引发神经适应性。
尽管参与者因肌肉疲劳而难以长时间保持高速演奏，但研究团队认为，这项研究凸显了增强技术在实现“不可能技能”方面的重要性。此外，该技术还可能用于改善影响手部灵活性的神经系统疾病的康复治疗。
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