Nieuwe studie toont aan: Robotica verbetert muzikale timing tussen uitvoerders

Robotics kunnen muzikale timing tussen performers verbeteren, toont nieuw onderzoek aan

Wetenschappers in Italië hebben aangetoond dat robotica daadwerkelijk de muzikale timing en coördinatie tussen uitvoerders kan aanscherpen. In een muzikaal experiment droegen violisten lichte robotische exoskeletten die aan hun strijkarmen waren bevestigd, wat subtiele veranderingen in hun natuurlijke bewegingen opleverde.

In de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science Robotics, werden professionele violisten uitgerust met exoskeletten op hun strijkarmen. De robots gaven subtiele haptische feedback, waardoor de muzikanten hun bewegingen konden synchroniseren. Francesco Di Tommaso, een van de robotica-onderzoekers aan de Università Campus Bio-Medico, verklaarde: “Om onze wetenschappelijke vraag te beantwoorden, hebben we een experiment ontworpen waarin we verschillende sensorische feedbackcondities testten. We hadden onder andere een situatie waarin de muzikanten elkaar konden horen en zien, wat de traditionele manier is, en een situatie waarin we het zicht verhinderden en haptische feedback introduceerden.”

Hij voegde toe: “Op deze manier konden we aantonen dat het vervangen van visie door haptische feedback daadwerkelijk de coördinatie zowel in kinematica als in muzikale afstemming verbetert, zodat ze beter presteerden in hun bewegingen en muzikale output.”

Hoe het onderzoek werd uitgevoerd

De violisten werden getest onder vier voorwaarden: elkaar horen maar niet zien; zowel horen als zien; zicht geblokkeerd met actieve exoskeletten; en tenslotte volledige sensorische feedback gecombineerd met het exoskelet. Infraroodcamera’s en sensoren registreerden de hoeken van hun armen, schouderposities en de kracht die op de strijkstokken werd uitgeoefend.

“De exoskeletten zijn specifiek ontworpen voor de bovenste ledematen en ondersteunen de bewegingen van de schouder en de elleboog, met name de buiging en strekking van de elleboog en de interne en externe rotatie van de schouder,” zei Di Tommaso. “Ze zijn ontworpen om twee personen die een beweging uitvoeren fysiek met elkaar te verbinden, wat betekent dat er een soort virtuele communicatie tussen hen plaatsvindt.”

Wanneer de bewegingen van de muzikanten verschilden, gaven de exoskeletten bidirectionele krachten om hen te synchroniseren. Hoewel sommige deelnemers ongemak rapporteerden, verbeterde het systeem uiteindelijk hun coördinatie.

“Aan het einde van de experimenten vroegen we de deelnemers wat ze dachten van de krachten die ze voelden. Ze waren zich niet bewust van de oorsprong van die krachten en de meesten realiseerden zich niet dat ze daadwerkelijk van hun partner kwamen. Sommigen gaven zelfs aan ongemak te voelen bij het waarnemen van die krachten. Maar het interessante is dat die krachten hen hielpen beter te coördineren,” voegde Di Tommaso toe.

Verder dan muziek

De studie was niet ontworpen voor klinisch gebruik, maar professor Domenico Formica, een bio-ingenieur die bij het onderzoek betrokken was, suggereerde dat de technologie breder toepasbaar zou kunnen zijn. “In theorie kan hetzelfde concept in verschillende velden worden toegepast, en een daarvan zou motorische rehabilitatie kunnen zijn. Bij motorische rehabilitatie die door robots wordt gemedieerd, hebben we meestal patiënten die met de robot interageren om hun herstel te verbeteren. Met dezelfde technologie kunnen we bijvoorbeeld een therapeut hebben die met de patiënt interacteert, en door deze bilaterale uitwisseling van krachten kan het herstel tijdens de therapie verbeteren. We kunnen ook overwegen om twee patiënten samen te laten werken om hen uit te dagen in hun herstelproces,” zei Formica.