情報処理学会 インタラクション 2015
IPSJ Interaction 2015

A70
2015/3/5

Cajam：双方向通信可能な楽器型コミュニケーションデバイス
志田 和哉†1	  	  柳 英克†2

概要：本研究では，楽器演奏を用いた音楽によるコミュニケーションを支援する．そこで，演奏が容易で誰でも演奏することの出来る，双方向通信可能な楽器型コミュニケーションデバイス「Cajam」を提案する．Cajamは2人のユーザが同時に使用することを想定している．Cajamの筐体は乳白色のアクリルと木で構成された箱状の打楽器である．
Cajamのアクリル面は打面インタフェースであるとともに発光するフィードバックエリアであり，Cajamの天板は振動のフィードバックエリアである．Cajamの打面を叩くと，叩いた箇所と他方のCajamが発光し，ユーザに光のフィードバックを与えると同時に，相手Cajamの天板のフィードバックエリアを振動させ，ユーザに振動のフィードバックも与える．これらの，音に加えた光と振動の要素により，インタラクションをより豊かにし，コミュニケーションを円滑にすることを目指している．	 

Cajam：Musical Instruments Type Communication Device
for Bidirectional Communication
KAZUYA SHIDA†1	  HIDEKATSU YANAGI†2
Abstract: In this study proposes a Musical Instruments type communication device “Cajam”. it can play anyone. And it
support communication by playing the musical instruments. "Cajam" is assumed that the two users to use at the same time.
Housing of “Cajam" is a percussion instrument interface on the box, which is composed of milky white acrylic andwood. Acrylic surface is a Cajam's playing interface and It is emits light feedback area. Top plate of Cajam is a vibration
feedback area. When you hit Cajam's playing surface, emits light hit where, and the other of Cajam. It gives the feedback of lightto the user. On top of that, when hitting the other Cajam it is vibrated by Feedback area of the top plate. It gives the feedback ofother performances. This study aim at The above elements of vibration and sound and light are support to smooth communicationand enrich interaction.

1. は じ め に	  今日，我々の生活の中には音楽が満ちている．家にいれな楽器型コミュニケーションデバイスを作成した．	 

2 .関 連 研 究

ばテレビや音楽プレイヤー等から音楽が流れ，外に出るとEmotionTuner [3] [4]は本研究と同様のコミュニケーショ

街頭やお店の BGM 等で音楽を耳にする．人は古来より音ン支援デバイスであり視覚的フィードバックを用いてコミ楽に慣れ親しみ[1]現在でもライブ会場等では，観客が演奏ュニケーションの支援を行なう．EmotionTunerは2人のユー中に合いの手や手拍子，体や手の仕草等で奏者と観客，そザで使用する身体的なインタフェース演奏装置であり，デして観客同士が一体感や共有感得るために，音楽によるコバイスの両端から出ているポールを押し引きする操作で，ミュニケーションを行なっている．そこで本研究では，演対になった光のラインをお互いに操作し，それぞれを接触奏が容易で奏者を選ばず，従来の音の要素に加え楽器に発させることでサウンドを生成させることが出来，それによ光し振動する等，聴覚だけでなく，視覚と触覚にも影響すり２人のユーザの気分や感覚によってリズムとメロディーる等の要素を追加することで，演奏者間の楽器演奏を用いを生みだすものである．これは，演奏装置ではあるが，実た音楽によるコミュニケーションを支援し，インタラクシ際に操作する部分は少ない，しかし，本研究のCajamではョンをより豊かにするマルチモーダルインタフェースであカホンを基に作成した打楽器であり演奏に関する自由度がる双方向通信可能な楽器型コミュニケーションデバイスを高く演奏の幅を広げている．

提案する．	 

また，札幌市立大学での中村悠真氏の研究[5] では，遠生駒氏らの研究[2] によると，打楽器を用いた非言語コ

隔地における合奏におけるインタラクションの要素を検討

ミュニケーションでは感情を伝えることが可能であると述することを目的に，2台のカホンを通信し，遠隔地でも音べられている．また，打楽器は初心者でも比較的導入しや情報以外のインタラクションを伝えるようにした．この研すいこともあり，本研究では打楽器を基に双方向通信可能

究でも本研究と同様に打楽器をモチーフにし，2台のカホンでLEDでの光の共有を行ない，合奏の円滑化をはかって†1 公立はこだて未来大学 システム情報科学部
The School of Systems Information Science, Future University Hakodate†2 公立はこだて未来大学Future University Hakodate© 2015 Information Processing Society of Japanいる．この研究において初心者が光のインタラクションによって合奏を楽しむことが示唆されている．しかし，中村418

氏の研究では自分の演奏における光のインタラクションがなく，アンケート結果に合奏において自分の演奏に関するインタラクションの拡張が必要であるといった意見が寄せられていた．制作されたプロトタイプは2台のカホンを有線接続し作成されている。一方，本研究で制作したCajam
は自分の演奏におけるフィードバックが光と音のつの要素で受け取ることが出来，さらにXBeeを実装しているため，無線による通信を可能にした．

3 .提 案 す る シ ス テ ム
3.1.

Cajam の 概 要	  本研究では2人のユーザが演奏し合奏するインタラクティブ楽器「Cajam」を提案する．Cajamは打楽器であるカホンを模した筐体である．カホンは，ペルー発祥の打楽器で

図 1	  Cajam プロトタイプあり，比較的入門しやすいとされる打楽器の一つである．

Figure 1	  Cajam’s Prototype.

本研究では，誰もがすぐに演奏することが可能なデバイスであり，2人のユーザがセッションすることにも考慮した楽器を想定しているため，カホンという楽器を製作する楽器のベースに選択した．Cajamの打面は乳白色のアクリルで出来ており，またそのカホンの形からユーザに叩くという行動をアフォード[6]している．Cajamを叩くと，その箇所に設置されたLEDが発光し，スピーカーから音が出力される打楽器である．この際に，もう1台のCajamとセッションを行なうと，XBeeを用い通信することで，他方のCajamでの打面の振動を検知し，Cajamの下部の発光ならびにCajamの上面が振動する．これにより，セッション時に従来の聴覚に関する情報だけでなく，光による視覚，振動による触覚によって他の演奏者を感じることが出来，演奏時

図 2	  Cajam 演奏風景の新しい形での同期コミュニケーションが実現される．	 

Figure 2	  Cajam’s Performance landscape.	 	 
3.2.1

Cajam の シ ス テ ム	  図3に示すように，Cajamは圧電センサ5個，青色LED5個，赤色LED1個，arduino，XBee無線モジュール，スピーカー1個，振動モーター1個から構成されている．また，筐体は縦	 能にした．半透明のアクリル打面裏に取り付けられた 5 つの圧電センサ，5 つの発光デバイスはそれぞれが対応しておりカホンのように打面を叩くことで振動を感知し，圧電センサで検出した振動に応じて，発光デバイスの発光状態300mm，横 300mm，高さ 500mm	 の箱型の木材で出来ており，	 が制御される．また，デバイスに感知された振動の情報デ

筐体の正面及び裏面は厚さ 3mm	 の乳白色のアクリル板がータは XBee の無線モジュールによってもう一方の Cajam取り付けられており，筐体の下面は 4 つの振動吸収ゴムが	 に送信され，受け取った側の Cajam では振動のデータから取り付けられているため，床からの振動を吸収し，よりCajam の下部に設置された送信側の Cajam に対応した発光

Cajam を叩いたときの振動が圧電センサに検知し易いようデバイスが発光し，且つデバイスの上面に取り付けられたになっている．さらに上面には振動モーターが取り付けら振動モーターもそれに対応して振動を行なう．

れており Cajam の内部にはスピーカーが固定されている．	 
Cajam の イ ン タ ラ ク シ ョ ン	  また，デバイスに圧電センサを取り付けるにあたり，打3.2.2

面に直接設置した場合，アクリルを通して圧電センサが目	  図 5 は Cajam の音のインタラクションを示したものであ視できてしまったため図 4 のように囲いを作成し，その囲る．これはユーザが Cajam を叩いた際に Cajam の中に内蔵いに圧電センサを取り付けたことによって，圧電センサがされたスピーカーが制御され音が鳴る仕組みであり，このアクリルを通し見えることなく，振動を検知することを可	 

音は現在，単音のみの出力となっているが，今後 SD カー© 2015 Information Processing Society of Japan419

図5,Cajam音のインタラクション	 
Figure5	  Cajam’s Sounds Interaction

図3,Cajamシステム図	 Figure3	  Cajam’s System

図6, Cajam光のインタラクション	 
Figure6	  Cajam’s Lights Interaction

図4,圧電センサの取り付け	 
Figure4	  Mounting of The Piezoelectric Sensor
ドからデータを読み込み，ユーザ好みの音源を出力させる予定である．これにより，より幅広い音源で演奏することが可能になる．	  図6はCajamの光のインタラクションを示すものである．

図7, Cajam振動のインタラクション	 

ユーザがCajamを叩いた際に実際にその叩いた箇所が発光

Figure7	  Cajam’s Vibrations Interaction

し，その光からユーザは視覚的に自分の演奏のフィードバックを受けることが出来る．また，相手の演奏によってそれぞれの筐体の下部も合わせて発光するため相手の演奏

4 .ア ン ケ ー ト に よ る 事 前 調 査の状況を確認することが出来，光の共有を行なうことを可	  本実験では，2014 年 11 月 10 日に公立はこだて未来大学

能にした，これはライブ会場でのサイリウムをイメージしにて展示を行ない．実際に Cajam を体験した学生 23 人へた．

アンケート用紙を回答してもらった．アンケートの内容は	  図 7 は Cajam の振動のインタラクションを示したもので以下の 5 項目である．

ある．相手の演奏に合わせ Cajam 上面に取り付けられた振!

質問 1,従来の演奏に比べ、より親密なコミュニケーションが出来たか	 

動モーターが振動する．これにより，相手が叩いてきたかの様な感触を味わうことが出来，ライブ会場でのハイタッ!

質問 2,従来のカホンに比べた叩き心地はどうか	 

チ等の様に，より相手を身近に感じることを目的としてい!

質問 3,従来のカホンに比べ楽しさはどうか	 る．

!

質問 4,継続して使いたいか	 © 2015 Information Processing Society of Japan420

!

質問 5,自分の好きな音色で叩きたいか	 

質問 1 においておよそ 17.4%が非常にできた，残りの 82.6%ができたと回答し，質問 2 では，非常に良い 17.4%,	 良い30.4%,	 悪い 47.8%,	 無回答 4.4%，質問 3 では，非常に楽しい 52.2%，楽しい 34.8%，つまらない 8.7%，無回答 4.4%，
質問 4 では，非常に使いたい 21.8%，使いたい 52.2%，使いたくない 26.1%，質問 5 では，非常に叩きたい 52.2%，叩きたい 34.8%，叩きたくない 8.7%、非常に叩きたくない 4.4%という結果がでた．この結果から，Cajam の使用感及びインタラクションがコミュニケーションの円滑化に効果があることが示唆された．また，叩き心地に関して，従来のカホンの方が叩き易い，光と音のタイミングが難しいといったコメントがあり，今後 Cajam の筐体に関して改良を加えていく必要があることが明らかになった．しかし，質問 3の楽しさの項目では，集計結果に加え，一時的ではあるものの振動があるので 2 人でやると楽しい，1 人で叩く感じ

ブラウン, 山本聡(2013): 「音楽の紀元上」, 株式会社 人間と歴史社[2] 生駒忍，菊池正(2010): 打楽器音による即興演奏を通じての感情コミュニケーション, 対人社会心理学研究, 9[3] 土屋幹, 河瀬裕志, 柳英克(2010); EmotionTuner 演奏におけるコミュニケーションを支援する楽器システム, wiss(インタラクテ
ィブシステムとソフトウェアに関するワークショップ)[4] 土屋幹, 河瀬裕志, 柳英克(2011); EmotionTuner 協調して演奏出来るコミュニケーション型楽器デバイス, 情報処理学会インタラクション[5] 中村裕真(2013): 遠隔地間での合奏において初心者の楽しさを向上させる楽器インタフェースの開発[6] 後藤武, 佐々木正人, 深澤尚人(2004): 「デザインの生態学」,
東京書店[7] 河瀬論, 中村敏枝: 打楽器を用いた 2 者間相互作用における感性情報の研究, 大阪大学大学院人間科学研究科紀要,
pp34.165-188[8] 国立大学法人	  大阪教育大学	  実践教育講座	  種村研究室の紀元https://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~masako/exp/oto/index2/kigen2.htmlの楽器なので新しかった，光るインタラクティブが良かった等の肯定的なコメントが寄せられたためインタラクションに関しては現状のまま引き続き開発を行なう	 	 5 .今 後 の 展 望	  アンケート調査から明るみになった問題点ならびに，コメントから Cajam の改良を行なっていく．実際に Cajam を演奏してもらった結果，Cajam の筐体の脆さが際立った．
アンケートのコメントにも壊れそうといった意見が寄せられ今後は筐体の構造を見直し，強度を高めていく．また，Cajam の音に関して非常に多く，自分の好きな音で演奏したいといった意見が寄せられ，コメントにおいてもベースのスラップのような音で叩いてみたい，色んな音で出来たら楽しそう等音色の拡張性に関して期待されていることが明らかになり，現在 XBee から SD カードを読み込ませ音源を出力することが出来るように開発を行なう予定である．
さらに，現在実装されている XBee による無線通信を用いた光のインタラクション及びに振動のインタラクションに関して，タイムラグラグの問題ならびに，精度に問題が見受けられるため引き続き開発し改良を加えていく．叩き心
地や音色等に改良を加えることで，ユーザに演奏の楽しさを感じてもらい，モチベーションを高め，継続して使用してもらえるよう目指していく．	  評価実験に関して，被験者に従来のカホンと Cajam をそれぞれ演奏してもらい演奏のし易さ，継続して使用したいか，楽しさ等の項目において t 検定を行い比較しての検証を予定している．

6 .参 考 文 献[1]

ニルス・L・ウォーリン, ビョルン・マーカー, スティーブン・© 2015 Information Processing Society of Japan421