近期，《科學機器人》期刊上發表了一項引人注目的研究，揭示了鋼琴家通過機器人外骨骼手進行被動訓練，能夠突破傳統訓練中的技能瓶頸，為音樂界帶來了全新的技能提升途徑，同時也為神經康復領域帶來了潛在的創新應用。
這項研究的合著者，同時也是索尼計算機科學研究所的鋼琴家Shinichi Furuya，因長期高強度練習導致的手部受傷，使他陷入了提高技能與預防傷害的困境。受到老師曾經用手引導他演奏復雜曲目的啟發，Furuya產生了利用機器人手模擬這一過程的想法。
研究團隊為此設計了一款專門的外骨骼機器人手，這款設備能夠精確控制右手的各個手指，根據需要進行關節的彎曲和伸展。與以往用于輔助運動或提供觸覺反饋的機器人外骨骼不同，這款外骨骼專注于復雜的手指運動訓練。實驗共招募了118名鋼琴家，并進行了三項不同的測試。
在第一項測試中，30名鋼琴家被要求在家中連續兩周每天完成一項難度極高的“和弦顫音”任務，包括使用右手的食指和無名指同時按下D和F鍵，然后用中指和小指按下E和G鍵。這項任務在肖邦、拉威爾和貝多芬等大師的經典曲目中都有出現。實驗結果顯示，盡管兩周的傳統訓練后，鋼琴家的技能水平趨于穩定，但在使用機器人外骨骼手進行30分鐘的被動訓練后，他們的演奏速度和準確性均有顯著提高。
第二項測試則深入探究了技能提升的具體機制。60名鋼琴家被隨機分成五組，接受不同的干預措施。結果顯示，不僅接受訓練的手的技能水平得到了提升，未接受訓練的手也表現出了類似的進步，即存在“雙手間轉移效應”。
在第三項測試中，研究團隊通過肌電圖（EMG）監測和運動皮層刺激，評估了被動訓練期間皮質脊髓系統的神經可塑性變化。28名鋼琴家參與了這項測試，結果顯示，只有接受訓練的手在復雜手指運動中表現出了神經模式的變化，這表明被動訓練引發了神經適應性。然而，未接受訓練的手技能提升的原因仍需進一步的研究。
盡管實驗中，參與者因肌肉疲勞而難以長時間保持高速演奏，但研究團隊認為，這項研究突顯了機器人外骨骼等增強技術在實現“不可能技能”方面的重要作用。這項技術還可能在改善影響手部靈活性的神經系統疾病的康復治療中發揮潛力。
