Des exosquelettes améliorent la coordination entre des violonistes
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Et si deux musiciens jouant ensemble pouvaient faire plus que se voir et s'entendre ? Et s'ils pouvaient aussi ressentir physiquement les mouvements de l'autre ? Lorsqu'ils réalisent une tâche collaborative, comme un duo de violons, ils se fient principalement à la vue et à l'ouïe pour se coordonner, et ne peuvent pas compter sur le contact physique. Or, le contact physique est crucial dans les interactions sociales : prenons l'exemple d'un professeur de violon qui, pour enseigner un geste à un élève, ne se contente pas de le démontrer en l'exécutant, mais saisit le bras de l'élève et le guide dans le mouvement correct.
Grâce au contact physique, le corps peut recevoir et transmettre des informations relatives au mouvement, et ce, avec une efficacité accrue par rapport à ce que l'on pensait jusqu'à présent, comme le démontre une nouvelle étude internationale publiée dans la prestigieuse revue Science Robotics, dont la couverture fait référence en mars 2026 .
Une étude menée par l'Université Campus Bio-Medico de Rome, coordonnée par le professeur Domenico Formica, professeur de bio -ingénierie à l'Université Campus Bio-Medico de Rome , apporte un éclairage nouveau sur cette question en démontrant que le retour haptique – la sensation du toucher et des forces physiques – peut améliorer la coordination des gestes moteurs précis, comme jouer du violon en duo, et ce, plus efficacement encore que la vue et l'ouïe, sur lesquelles les musiciens s'appuient traditionnellement.
Ce projet, coordonné par le professeur Domenico Formica, est financé par l'Union européenne à hauteur de près de 5 millions d'euros dans le cadre du programme Horizon 2020. Il est issu du projet européen CONBOTS (« Connecté par les robots »), auquel ont également participé la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, sa société dérivée IUVO srl, le CNR (Conseil national de la recherche), l'Université de Newcastle (Royaume-Uni) et l'Université de Gand (Belgique).
Pour recréer un contact physique entre deux violonistes, en l'absence de celui-ci, les chercheurs de l'équipe CONBOTS ont développé deux exosquelettes portables pour les membres supérieurs. Ces exosquelettes détectent les mouvements des deux musiciens et, en cas de décalage, appliquent des forces proportionnelles à cet écart. Ainsi, ils permettent aux deux musiciens de se connecter virtuellement, de ressentir physiquement les mouvements de leur partenaire et de simuler un contact direct.
Le système a été testé avec vingt paires de violonistes, dont dix amateurs et dix professionnels, qui ont interprété un morceau de musique dans quatre conditions sensorielles différentes : audition seule ; audition et vue ; audition et retour haptique ; audition, vue et retour haptique. Les musiciens ignoraient tout des exosquelettes et n’étaient pas informés de leur connexion physique. Les résultats ont montré que le retour haptique améliore significativement la coordination motrice : les violonistes ont pu aligner leurs mouvements de bras avec plus de précision, mieux synchroniser leurs positions d’archet et atteindre une meilleure coordination musicale.
Étonnamment, le retour de force fourni par les exosquelettes a amélioré la coordination davantage que le seul retour visuel, bien que les violonistes soient généralement entraînés à se fier à la vue lors des duos. Les meilleures performances ont été enregistrées lorsque les retours auditifs, visuels et haptiques étaient combinés , soulignant ainsi le rôle de l’intégration multisensorielle dans les tâches sensori-motrices complexes.
Les résultats du projet CONBOTS suggèrent que le retour haptique, de par sa nature implicite, pourrait constituer un canal de communication efficace dans les tâches collaboratives entre individus. Contrairement aux indices visuels, qui requièrent une attention consciente, le retour haptique est corporel et immédiat, permettant aux partenaires de s'adapter aux mouvements de l'autre de manière quasi réflexe. Au-delà de la musique, cette approche pourrait avoir un impact plus large sur de nombreuses activités collaboratives, notamment l'apprentissage moteur.
« Nous entrons dans une ère où les robots pourront faciliter la communication physique entre les humains de manière totalement inédite », ajoute le professeur Domenico Formica dell', de l'unité de recherche en neurophysiologie et neuro-ingénierie de l'interaction homme-technologie (NeXTlab) de l'UCBM. « Cette étude constitue une première étape vers des systèmes qui connectent physiquement les personnes, améliorant ainsi leur coordination, leur apprentissage et leur réadaptation. »
La vidéo illustre les différentes phases du protocole expérimental pour une dyade représentative. Crédit :
Science Robotics (2026). DOI : 10.1126/scirobotics.aeb1901
« L’haptique, ou perception tactile et kinesthésique, fournit des informations d’une manière fondamentalement différente de la vue », explique Francesco Di Tommaso , chercheur postdoctoral au sein de l’unité de recherche en robotique avancée et technologies centrées sur la personne (CREO Lab) de l’Université Campus Bio-Medico de Rome et auteur principal de l’étude. « Elle est physique, directe et immédiate. Nos résultats suggèrent que le système moteur humain peut intégrer ces informations très efficacement, même chez les artistes de haut niveau. »
« Ces robots portables , explique le professeur Nicola Vitiello , recteur et responsable du groupe de recherche de la Scuola Superiore Sant'Anna qui a conçu les exosquelettes pour cette expérience, pourraient faciliter l'entraînement collaboratif, l'apprentissage moteur et même la rééducation, permettant ainsi une connexion physique entre les thérapeutes et les patients. »
« Il s’agit d’une avancée majeure dans notre compréhension de la dimension corporelle de l’interaction humaine avec la musique » , conclut le professeur émérite Marc Leman, ancien directeur de l’IPEM-Musicology et du Laboratoire d’interaction art-science (ASIL) de l’Université de Gand, où les tests ont été menés. « Percevoir les mouvements de l’autre pendant une performance musicale renforce la synchronisation des tâches temporelles partagées de manière plus significative qu’on ne l’imaginait, ouvrant la voie à des applications au-delà de la musique, dans des domaines pouvant impliquer la coordination d’actions à distance. »
https://www.unicampus.it/en/news/Wearable-robots-improve-motor-coordination-between-people