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钢琴家在一小时内学会用机器人第三拇指演奏

导读帝国研究发现,配备第三个机械拇指的钢琴家在练习一小时后就能够适应使用额外的手指。伦敦帝国理工学院的研究人员一直致力于了解人类大脑在...

帝国研究发现,配备第三个机械拇指的钢琴家在练习一小时后就能够适应使用额外的手指。伦敦帝国理工学院的研究人员一直致力于了解人类大脑在使用通过机器人技术实现的额外肢体时的能力。

为了评估这些设备对大脑的影响,由帝国理工学院生物工程系教授 Aldo Faisal 领导的研究小组将机器人额外的拇指附加到一组钢琴演奏者的小指旁边,钢琴家可以使用他们的手指控制这些设备。脚。

这项研究的灵感来自人类长期以来对拥有额外肢体的角色的迷恋,例如神话和现代超级英雄漫画书中的角色。

费萨尔教授说:“我们想看看我们是否可以使用额外的四肢来增强人们的能力;具体来说,一个额外的拇指位于右手的拇指对面——从技术上讲是对侧。

“基本问题是:我们可以在需要实际技能的任务中使用 11 根手指吗?我们的大脑是否能够用额外的四肢演奏音乐?我们的回答是肯定的。”

三个大拇指

研究人员发现,这组志愿者包括 6 名经验丰富的钢琴演奏者和 6 名新接触该乐器的人,在被展示如何使用额外的拇指后的一个小时内,他们能够学会如何弹奏所有 11 位数字。

他们还指出,快速学习如何使用机器人数字的能力不仅限于有经验的玩家,这表明人们能够学习如何在不熟悉的任务以及他们习惯的任务中使用额外的数字。

费萨尔教授补充说:“令我们惊讶的是,事实证明,拥有钢琴演奏经验并不能很好地预测您用 11 根手指弹奏的效果。

“相反,我们发现您移动和控制身体的基本能力、灵巧性和敏捷性是能够使用这项技术并用额外的手指弹钢琴的更好预测指标。”

图片来源:伦敦帝国理工学院

该研究发表在《科学报告》杂志上,可用于改进增强人类活动的机器人设备,例如用于提高工业环境效率的设备。它还可以帮助为未来的假肢研究提供信息,以替代缺失的肢体。

帝国理工学院计算系的 Ali Shafti 博士也参与了这项研究,他说:“从机器人学的角度来看,每当涉及到人机交互和人机在环系统时,了解将人类集成到机器人设备中的最佳方式。

“这项研究帮助我们了解了人类运动协调的哪些因素对多余的机器人很重要,并将与其他类型的可穿戴机器人设备对话,例如人类和机器人身体交互的假肢或辅助机器人。

“我们的结果可以帮助确定您要增强的人的内部哪些方面是您应该注意的,以便为他们设计更好的系统。”

仿生制造

这些发现可能对航空航天和制造业中使用的机器人设备特别有用,在这些行业中,人们在密闭空间工作,可能需要额外的四肢或提高灵活性。

Faisal 教授补充说,研究团队的下一步是看看人类是否可以使用整个机械臂,并使用大脑信号而不是脚控制器来控制设备。

他说:“我们已经增强了拇指,现在的问题是我们是否可以用手指为整个额外的手臂做到这一点。人们控制额外拇指的当前界面也非常简单,但我们现在正在研究控制它直接来自大脑信号。这可能来自脊髓或其他来源。

“目前,该系统依赖于脚控制拇指,但问题是我们是否仍然可以灵活自由地控制拇指,而不会放弃对另一条肢体的控制。”

这项研究由的地平线 2020 研究和创新计划和 UKRI 图灵人工智能奖学金资助。

Ali Shafti、Shlomi Haar、Renato Mio、Pierre Guilleminot 和 Aldo Faisal 于 2021 年 11 月 1 日在《科学报告》中发表了“用机器人的第三个拇指弹奏钢琴:评估人类增强的约束”。

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