脳卒中からの回復中には、靴ひもを結んだり歯を磨くといった日常的な活動でさえ、大きな困難を伴います。しかし、かつてピアノを弾くことに計り知れない喜びを感じていた人々にとって、そのような怪我の影響はさらに深刻なものとなります。
幸いなことに、ピアノ演奏専用に設計された特別なロボティックガントレットという新しいソリューションが登場しました。フロリダにあるアトランティック大学で開発されたこのガントレットは非凡なデバイスで、人工知能(AI)の力を活用して、ピアニストと楽器の触れ合いを再現するために設計されています。
画期的な技術
大学の公式発表によれば、このロボティックガントレットには、フレキシブルな触覚センサー、柔らかいアクチュエータ、高度なAIアルゴリズムが組み合わされており、同じ楽曲の正確な演奏と誤った演奏を区別することが出来る初めてのデバイスとなっています。
これらのコンポーネントは、従来の義手とは異なる片手用デバイスにシームレスに統合されています。ポリ合成繊維とハイドロゲルを使用して構築されたこのガントレットは、人の手に快適にフィットするように設計されています。
AIの統合により、このガントレットは指の動きを調整するのに役立ち、ピアノの鍵盤を叩く際に発生する12種類の異なるエラーを識別するようにプログラムされています。これらのエラーには、過度の力で音符を叩くことや、音符を過度に長い時間伸ばすことなどが含まれます。
FAUの海洋および機械工学部のErik Engeberg博士は、「ピアノを演奏するには、複雑で高度な動きが求められ、その能力を取り戻すには、特定の動きや技術の修復と再訓練が必要です。」と述べ、このテクノロジーが秘める可能性を強調しました。
Erik Engeberg博士はさらに、「この研究の焦点は楽曲の演奏に置かれていましたが、同じ手法は多くの日常的なタスクに応用することが可能で、個々の患者のためにカスタマイズされたリハビリテーションプログラムを支援するためのデバイスを可能にします。」と述べました。
驚くべき正確性
3つの異なる深層学習アルゴリズムを用いた研究では、驚くべき正確性が示されました。人間の被験者とのテストでは、『Mary Had a Little Lamb.』のメロディを演奏する際に、ガントレットは驚異の97％という正確性を実現しました。人間抜きでも、94％という素晴らしい正確性を維持しました。
関与したエンジニアや臨床医師は、ミスと成功のデータを分析することで、医療専門家が特定の楽曲の演奏における患者のパフォーマンスの弱点を特定することが出来ると提案しています。さらに、このガントレットは、子守唄よりもはるかに複雑な作曲に対応する可能性があります。
この革命的なロボット手袋のおかげで、脳卒中を経験した人々でも、ピアノ演奏の純粋な喜びを再び発見するための挑戦が出来るようになりました。その期待はリハビリテーションにも広がり、日常生活の幅広い活動にわたって機能が向上されることも期待されます。
この記事は、編集部が日本向けに翻訳・編集したものです。
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