Lors d’une expérience musicale, des violonistes portaient de légers exosquelettes robotiques fixés à leurs bras d’archet, modifiant subtilement leurs mouvements naturels.
Des scientifiques en Italie ont montré que la robotique peut réellement améliorer la précision rythmique et la coordination entre les musiciens.
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Dans cette étude, publiée dans la revue Science Robotics (source en anglais), des violonistes professionnels ont été équipés d’exosquelettes sur le bras tenant l’archet.
Les robots leur transmettaient de subtils retours haptiques, aidant les musiciens à synchroniser leurs mouvements.
Francesco Di Tommaso, l’un des chercheurs en robotique de l’Università Campus Bio-Medico, explique la démarche : « Pour répondre à notre question scientifique, nous avons élaboré une expérience dans laquelle nous avons testé différentes conditions de retour sensoriel. Nous avions notamment une condition où ils pouvaient s’entendre et se voir, ce qui est la situation classique, et une condition où nous bloquions la vision et introduisions des retours haptiques, c’est-à-dire des signaux fournis par les dispositifs. »
Il ajoute : « Nous avons ainsi pu démontrer que le fait de remplacer la vision par l’haptique améliore la coordination, à la fois sur le plan cinématique et sur le plan de l’alignement musical ; ils ont donc mieux joué, tant dans leurs mouvements que dans le résultat musical. »
Comment l’étude a été réalisée
Les violonistes ont été testés dans quatre configurations : en pouvant s’entendre sans se voir ; en pouvant à la fois s’entendre et se voir ; avec la vision bloquée mais l’exosquelette actif ; et, enfin, avec tous les retours sensoriels disponibles combinés à l’exosquelette.
Des caméras infrarouges et des capteurs enregistraient les angles de leurs bras, la position de leurs épaules et la force exercée sur les archets.
« Les exosquelettes sont spécialement conçus pour les membres supérieurs et ils assistent les mouvements de l’épaule et du coude, en particulier la flexion-extension du coude et la rotation interne et externe de l’épaule », précise Di Tommaso.
« Ils ont été conçus pour relier physiquement deux personnes en train d’effectuer un même mouvement, ce qui crée une sorte de communication virtuelle entre elles. Les mouvements enregistrés par un exosquelette sont ainsi transmis à l’autre. »
Lorsque les mouvements des musiciens divergeaient, les exosquelettes exerçaient des forces bidirectionnelles pour les synchroniser. Même si certains participants ont signalé une gêne, le système a au final amélioré leur coordination.
« À la fin des expériences, nous avons demandé aux participants ce qu’ils pensaient des forces qu’ils ressentaient. Ils ignoraient l’origine de ces forces et la plupart n’avaient pas compris qu’elles provenaient en réalité de leur partenaire ; certains ont même indiqué qu’elles leur étaient inconfortables. Mais ce qui est intéressant, c’est que ces forces les ont justement aidés à mieux se coordonner », ajoute Di Tommaso.
Au-delà de la musique
L’étude n’a pas été conçue pour un usage clinique, mais le professeur Domenico Formica, bioingénieur impliqué dans la recherche, estime que cette technologie pourrait avoir des applications plus larges.
« En théorie, le même concept peut s’appliquer à plusieurs domaines, dont, par exemple, la rééducation motrice. Dans la rééducation motrice assistée par des robots, les patients interagissent généralement avec le robot pour favoriser leur récupération. Avec cette même technologie, on pourrait, par exemple, faire interagir un thérapeute et un patient et, grâce à cet échange bilatéral de forces, améliorer la récupération pendant la thérapie. On peut aussi imaginer deux patients travaillant ensemble pour se stimuler mutuellement dans leur processus de rééducation », explique Formica.