機械臂賦予鼓手超人技能:可脫離大腦自行演奏

新浪科技訊 據國外媒體12日報導，美國亞特蘭大的鼓手詹森-巴恩斯兩年前在一家酒店清潔通風罩時，不幸遭遇電擊，失去了右臂肘關節以下的部分。然而幸運的是，現在他又一次獲得了實現音樂夢想的機會，已經變成一位不折不扣的“機器”音樂人。

這次事故后，巴恩斯決定繼續做鼓手，於是他把一個矯形器和一些彈簧綁到他的殘肢上，自己給自己打造了一個假肢裝置。借助這個假肢，他通過上下移動肘部，可以擊鼓，但是由於沒有手腕或手指，他無法控制鼓槌的速度或彈跳。盡管如此，該裝置仍幫助他進入了喬治亞州亞特蘭大音樂和媒體學院，並在這裏遇到了吉爾-溫伯格教授。溫伯格生了打造一種單棍裝置的大膽計劃，該裝置可以通過感測器對巴恩斯的二頭肌做出反應。巴恩斯：“現在我能通過收縮肌肉，向電腦發出握緊或者鬆開鼓槌的信號，以便控制它的反彈。”這種機器人擊鼓假肢的發動機，用來為兩個鼓槌提供動力。

第一根鼓槌通過音樂人的胳膊和肌電圖(EMG)肌肉感應器這種電子方式控制。巴恩斯通過拉緊二頭肌，可以控制一個電動機，從而改變假肢的移動速度，以及它抓握鼓槌的松、緊程度。另一根“聆聽”音樂的鼓槌將會演奏和即興創作。這根鼓槌受自身電動機控制。它還借助一個擴音器和一個加速計，來感知巴恩斯的擊鼓動作，以及周邊音樂人演奏音樂的節奏。隨后它會利用電腦算法生成新的補充節拍，這個算法模仿的是約翰-科特恩和塞隆尼斯-孟克等爵士音樂人。格魯吉亞音樂技術中心的創始人溫伯格：“第二根鼓槌有自己的想法。這個鼓手實際上已經變成一個半機器人。看他借助這個不受他完全控制的假肢表演和即興創作，是一件非常有趣的事情。”

溫伯格以前曾打造過一種機器人打擊樂樂手和馬林巴琴演奏者，它們借助電腦算法與人類音樂家一起即席表演。但是巴恩斯的這個假肢使他的成果又向前邁進了一步，他給第二根鼓槌增加了“音樂大腦”。這位教授解釋：“詹森想要完全控制假肢時，他可以移動上臂，讓遙控鼓槌遠離架子鼓。或者他也可以讓它自行演奏，並從他的胳膊對擊鼓做出的反應中獲得靈感。”這個新假肢已經讓巴恩斯擁有了他在截肢前就不曾擁有的能力。現在溫伯格正在利用國家科學基金會提供的資金，進一步開發該技術。他：“音樂對時間很敏感。你能聽出兩次敲擊之間的差別，即便它們僅相隔幾毫秒。如果我們能利用機器了解詹森的肌肉，確定他打算什麼時候敲鼓，並在那個時間點及時擊打，兩條胳膊就能做到同步了。”

溫伯格稱，將來在對時間要求較嚴的手術中，這種遙控同步技術有可能會被用來控制一條植入式、機械第三臂。例如，溫伯格的算法可以用來幫助宇航員或者是外科醫生與遙控設備一起執行複雜的體能任務。對巴恩斯而言，這種機器臂已經促使他的技能發生質的轉變。由於一個植入晶片可以控制鼓槌的速度，因此這個假肢可以用兩種不同節奏敲擊兩個鼓槌。它還能用超越人類能力所及的速度移動鼓槌。巴恩斯：“我敢打賭，很多金屬鼓手都會羡慕我現在所能做到的。速度始終都是越快越好。”(孝文)