외골격 로봇 핸드, 피아노 연주 훈련에 도움된다

 

▲ 외골격 로봇 핸드를 착용하고 피아노를 치고 있는 모습(사진=소니컴퓨터과학연구소)

 

피아노 연주자들이 빠른 곡을 연주하는 훈련을 하는 데 외골격 로봇 핸드가 도움을 준다는 연구 결과가 나왔다.

 

테크엑스플로어 보도에 따르면, 소니컴퓨터과학연구소와 교토 소재 뉴로피아노연구소(NeuroPiano Institute) 공동 연구팀은 자체 개발한 외골격 로봇 핸드를 118명의 피아노 연주자를 대상으로 테스트한 결과 연주자들이 빠른 곡을 치는 훈련을 하는 데 외골격 로봇 핸드가 도움을 주는 것으로 나타났다.

 

연구팀은 이번 연구 성과를 학술 전문지인 ‘사이언스 로보틱스’에 발표했다.(논문 제목: Surmounting the ceiling effect of motor expertise by novel sensory experience with a hand exoskeleton)

 

대부분 음악가들은 기타와 피아노처럼 빠른 손재주가 필요한 악기의 경우, 오랜 기간 연습해야 높은 수준의 연주 능력에 도달할 수 있다.

 

연구팀은 자체 개발한 외골격 로봇핸드의 효과를 검증하기 위해 118명의 훈련된 피아노 연주자를 모집해 테스트를 진행했다. 손가락 위에 단단하게 고정된 외골격 로봇핸드는 손가락 동작을 제어할 수 있다.

 

연주자는 실험 전에 일정 수준에 도달할 때까지 곡을 빨리 치는 연습을 했다. 그런 다음, 로봇 외골격핸드를 오른손에 착용하고 ‘수동 훈련(passive training)’ 과정을 수행하도록 허용했다. 이 과정에서 로봇 핸드는 다양한 속도로 손가락을 위아래로 움직였다. 훈련이 종료된 후 연주자들은 외골격 로봇 핸드를 제거하고 동일한 곡을 연주해 차이가 있는지를 확인했다.

 

연구팀은 로봇 핸드를 활용해 훈련한 결과, 연주자의 연주 실력이 향상되었으며 더 빠른 연주도 할수 있다는 사실을 발견했다. 또한 한 손으로만 훈련했는데도 양손 모두 연주 실력이 개선된 것으로 나타났다. 연구팀이 훈련 전후로, 연주자의 운동 피질 검사를 실시한 결과, 이 같은 훈련 방식이 뇌의 '신경 가소성 변화(neuroplastic changes)'를 가져온다는 점을 확인했다. 신경 가소성이란 뇌가 새로운 경험, 학습, 환경 변화에 적응해 구조적 및 기능적 변화를 겪는 능력을 의미한다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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