可穿戴机器人让鼓手用三只手臂来演奏音乐

美国佐治亚理工学院的研究员造出了一个可穿戴的机器手臂,可以让鼓手用三只手臂来玩音乐。「智能手臂」有两英尺长,可以装在音乐家的臂膀上,它可以根据人类的姿态和听到的音乐做出反应。例如,当鼓手敲打脚踏双面铜钹的时候,机器人手臂会敲打节奏镲 ,当鼓手变换到小鼓,机器手臂会变换到嗵嗵鼓 。

这个项目是美国国家科学基金会支持的,由佐治亚理工学院的Gil Weinberg教授负责,目标是超越人类自身可能的极限。「如果给人类加上一个智能的、可穿戴的机器人,就可以根据环境做出更精细化的互动,」他说,「这第三只手,可以提供非常丰富和更有创意的体验,让人类音乐家可以同时演奏很多鼓,这种精细复杂的程度是前所未有的。」 

这个机器手臂非常智能的原因有几点。首先,它可以通过倾听室内音乐来判断要怎样演奏。它根据拍子和节奏来即兴演奏,例如,如果音乐家演奏的慢了,机器手臂也会演奏慢的拍子;如果鼓手加速了,它也会快起来。 

另外一个智能是,它随时都知道它处于什么位置,知道鼓在哪里,还有人类鼓手的远近方位。当机器手臂靠近乐器时候,它会用内置的传感器来感知距离远近。马达则确保鼓槌与鼓表面平行,让鼓槌可以升起、降低或者扭转,并实实在在地接触到鼓或者钹表面。这个机器手臂能自然地用直觉姿态来移动,因为它是用「人类动作捕捉技术」来编程的。

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Weinberg 教授的学生团队,具有音乐、工程、计算科学和物理学背景,他们在给亚特兰大一个鼓手创作了一个假肢后开发制作了这个智能手臂。之前那个设备有两个鼓槌,其中之一可以独立活动。那个假肢让这名因车祸丧失了一条手臂的鼓手,继续追寻他的音乐梦,同时也让他成为了全球速度最快的鼓手。这个成功,启发Weinberg教授创作“第三臂膀”机器人,此产品可以让任何人都能穿戴,并成为「半机械化」鼓手。 

Weinberg教授说:「相比和一个常规的机器人协作,如果你把一个机器设备变为你身体的一部分,这种感觉是绝然不同的。机器手臂学习你身体怎样移动,并且增强和完成你的动作。它成了你的一部分。」

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他们团队的下一步目标是让脑活动与手臂的移动联系起来,他们已经开始实验,用脑电波头环来侦测鼓手的脑活动模式。他们希望可以识别出一些模式,这样以后当音乐家只是简单地想到要变换拍子或者乐器,就可以让机器手臂做出相应的反应。

 「想象一下,如果医生也可以用第三只手臂来操作工具,协助甚至参与到外科手术中;工程技术人员,可以用额外的手来帮助维修和做实验!」Weinberg教授说,「音乐演奏是基于及时、准确的运动。所以人类机能增强和第三只手臂的概念,用音乐机器手臂来做个尝试是非常完美的一个中间物。 」 


编译:全浩。

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