Бионическая рука для барабанщиков
Джейсон Барнс (Jason Barnes) хотел стать барабанщиком с самого детства. Но когда он потерял руку в ужасном несчастном случае, он думал, что его мечте пришел конец. Однако сейчас у него появился второй шанс благодаря совершенно новой роботизированной руке. Барнс потерял нижнюю часть своей правой руки два года назад, после того как его ударило током, когда он чистил вытяжку в ресторане. Однако он не отказался от своей мечты и сам сделал простое устройство для игры на барабанах из скоб и эластичного материала, чтобы прикрепить его к руке. Хотя Барнс не мог играть так виртуозно, как с настоящей рукой, он смог поступить в Институт музыки и СМИ (шт. Джорджия, США) и дальше планировать свою музыкальную карьеру.
В институте Барнс привлек внимание инструктора по игре на барабане Эрика Сандерса (Eric Sanders), который представил его Джилу Уэйнбергу (Gil Weinberg) в Технологическом институте Джорджии. Группа из этих трех молодых людей задалась целью сделать для Барнса роботизированную руку, чтобы он смог играть так же, как и любой барабанщик, а может даже и лучше. На прошлой неделе Барнс опробовал уже законченное устройство в первый раз (см. видео).
«Это было замечательно, - говорит он. – Все получилось, и устройство оказалось намного полезней, чем мой протез, и теперь я буду им пользоваться постоянно».
В прошлом лаборатория Уэйнберга создала несколько уникальных музыкальных роботов, таких как робот-барабанщик Haile и играющий на маримбе робот Shimon. Они могут слушать, что играют музыканты люди и играть свои собственные сопровождающие импровизации.
Для Барнса было необходимо устройство, которое сможет получать сигналы от тела. Лаборатория создала протез, в котором используется техника, называемая электромиографией, для сбора электрических сигналов в мускулах верхней части руки. Напрягая бицепсы, Барнс управляет маленьким мотором, который, в свою очередь, управляет тем, как сильно протез сжимает барабанную палочку, и как быстро он ударяет по барабанам.
Затем исследователи добавили еще одну палочку. Ей управляет отдельный мотор, в нее встроен микрофон и акселерометр, который воспринимает ритм, воспроизводимый Барнсом, так же как и мелодию, которую играют рядом стоящие музыканты. Затем алгоритм производит новый бит с дополнительными ритмом и мелодией, напоминающие музыку таких джазовых исполнителей, как Джон Колтрейн (John Coltrane) и Телониус Монк (Thelonious Monk).
Уэйнберг говорит, что с таким устройством получается смесь человека и машины, и Барнс становится «сверхчеловеческим барабанщиком».
Идея о том, что роботы могут помочь нам создавать музыку, которая не под силу одному человеку, объединяет все разработки Уэйнберга.
Ударные инструменты требуют точности во времени, поэтому Уэйнберг надеется, что алгоритмы, используемые в его устройстве, найдут применение в других областях, которые также требуют высокий уровень точности, таких как самоуправляемые автомобили или вспомогательные роботизированные руки для астронавтов.
Впервые протез будет продемонстрирован на Фестивале науки в Атланте (США) 22 марта. До этого исследователям нужно сделать некоторые финальные штрихи, например, подсоединить протез ближе к мускулам. И, конечно, как и любому музыканту, Барнсу нужно репетировать.
«Мне предстоит много работы», - говорит он.
По материалам New Scientist.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru