Due violinisti equipaggiati con tute per il motion capture e sensori durante le sessioni di registrazione del progetto CONBOTS: il laboratorio strumentato ha permesso di rilevare con precisione i movimenti degli arti superiori nelle quattro condizioni sensoriali testate (solo udito; udito e vista; udito e aptica; udito, vista e aptica).
Quando due violinisti suonano un duetto, si coordinano attraverso la vista e l’udito. Ma cosa succede se possono anche “sentire” fisicamente il movimento del partner?
Un nuovo studio internazionale pubblicato sulla rivista Science Robotics risponde con dati sorprendenti: il feedback aptico – ovvero le forze fisiche trasmesse attraverso due esoscheletri indossabili – migliora la coordinazione motoria tra i musicisti in misura significativamente maggiore rispetto al solo utilizzo di vista e udito, i canali sensoriali su cui i violinisti normalmente si affidano.
Lo studio è il risultato del progetto europeo CONBOTS (“CONnected through roBOTS”), coordinato dal Professor Domenico Formica dell’Università Campus Bio-Medico di Roma (UCBM) e finanziato dall’Unione Europea con quasi 5 milioni di euro nell’ambito del programma Horizon 2020. Al progetto hanno partecipato anche la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa con la sua spin-off IUVO, il CNR, l’Università di Newcastle (UK) e l’Università di Gand (Belgio).
Esoscheletri che trasmettono forze proporzionali alla differenza di movimento
Il team CONBOTS ha sviluppato una coppia di esoscheletri indossabili per gli arti superiori progettati dalla Scuola Superiore Sant’Anna. Il principio è semplice: i dispositivi rilevano continuamente i movimenti dei due violinisti e, quando questi non coincidono, generano forze proporzionali alla differenza di movimento, creando una connessione fisica virtuale tra i due esecutori.
In questo modo ogni musicista percepisce fisicamente il gesto del partner, simulando un contatto diretto che in un duetto tradizionale è tipicamente assente.
Il sistema è stato testato con venti coppie di violinisti – dieci amatoriali e dieci professionisti – che hanno eseguito un brano in quattro condizioni sensoriali progressive: solo udito; udito e vista; udito e aptica; udito, vista e aptica. Crucialmente, ai musicisti non era stato detto di essere fisicamente connessi, né avevano familiarità con gli esoscheletri.
Cos’è il feedback aptico e perché agisce in modo diverso dalla vista
L’aptica è la disciplina che studia la percezione tattile e cinestesica: la capacità del corpo di ricevere e interpretare informazioni attraverso il tatto e le forze fisiche. A differenza dei segnali visivi – che richiedono attenzione cosciente e presentano latenza elaborativa – il feedback aptico è immediato e corporale: il sistema motorio umano lo integra quasi in modo riflessivo, senza bisogno di elaborazione cognitiva esplicita.
“L’aptica fornisce informazioni in un modo fondamentalmente diverso dalla vista”, spiega Francesco Di Tommaso, ricercatore post-dottorato presso il CREO Lab dell’UCBM e autore corrispondente dello studio. “I nostri risultati suggeriscono che il sistema motorio umano può integrare queste informazioni in modo molto efficiente, anche in artisti altamente qualificati”.
Un violinista indossa l’esoscheletro per gli arti superiori sviluppato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa per il progetto CONBOTS: il dispositivo rileva il movimento del musicista e trasmette forze proporzionali alla differenza rispetto al partner, simulando un contatto fisico diretto durante il duetto.
