近期，《科学机器人》期刊上发表了一项引人注目的研究，揭示了钢琴家通过机器人外骨骼手进行被动训练，能够突破传统训练中的技能瓶颈，为音乐界带来了全新的技能提升途径，同时也为神经康复领域带来了潜在的创新应用。
这项研究的合著者，同时也是索尼计算机科学研究所的钢琴家Shinichi Furuya，因长期高强度练习导致的手部受伤，使他陷入了提高技能与预防伤害的困境。受到老师曾经用手引导他演奏复杂曲目的启发，Furuya产生了利用机器人手模拟这一过程的想法。
研究团队为此设计了一款专门的外骨骼机器人手，这款设备能够精确控制右手的各个手指，根据需要进行关节的弯曲和伸展。与以往用于辅助运动或提供触觉反馈的机器人外骨骼不同，这款外骨骼专注于复杂的手指运动训练。实验共招募了118名钢琴家，并进行了三项不同的测试。
在第一项测试中，30名钢琴家被要求在家中连续两周每天完成一项难度极高的“和弦颤音”任务，包括使用右手的食指和无名指同时按下D和F键，然后用中指和小指按下E和G键。这项任务在肖邦、拉威尔和贝多芬等大师的经典曲目中都有出现。实验结果显示，尽管两周的传统训练后，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均有显著提高。
第二项测试则深入探究了技能提升的具体机制。60名钢琴家被随机分成五组，接受不同的干预措施。结果显示，不仅接受训练的手的技能水平得到了提升，未接受训练的手也表现出了类似的进步，即存在“双手间转移效应”。
在第三项测试中，研究团队通过肌电图（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名钢琴家参与了这项测试，结果显示，只有接受训练的手在复杂手指运动中表现出了神经模式的变化，这表明被动训练引发了神经适应性。然而，未接受训练的手技能提升的原因仍需进一步的研究。
尽管实验中，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，这项研究突显了机器人外骨骼等增强技术在实现“不可能技能”方面的重要作用。这项技术还可能在改善影响手部灵活性的神经系统疾病的康复治疗中发挥潜力。
