情報処理学会 インタラクション 2024
IPSJ Interaction 2024

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タップダンスの習熟度判定と修得支援を目的とした，圧力センサによるタップタイミング計測の試み
山口 直彦1,a)

菅谷 藍子2,b)

概要：本研究は，タップダンス入門者の習熟度判定及び修得支援を目的として，タップのタイミングを計測するシステムを構築・目標タイミングと実際のタップタイミングの誤差を可視化する事を目指す．具体的にはタップシューズの中敷き 4 か所（左右計 8 か所）に圧力センサを貼り付け，ボール（足先側の金具）・ヒール（かかと側の金具）をタップするタイミングを検出する．システムが発するメトロノーム音に合わせて踊る事で，目標タイミングと実際のタップにどれだけの時間誤差があるかを知ることができる．

1. はじめに
1.1 タップダンスとは

終戦後は戦前ほどの流行にはならなかったものの，吉田タケオ，中野ブラザーズ（中野啓介・中野章三），佐々木隆子などのダンサーが日本発のタップダンサーとして活躍しタップダンスは靴のつま先やかかとを床をリズミカルた．1990 年以降，ヒップホップの流行と共にタップダンスに踏み，音を鳴らしながら踊るダンスである．アイルラにも再び注目が集まり始めた．特に火口秀幸（HIDEBOH）

ンドの伝統的な踊り Jig に由来するとされる．産業革命期

は北野武監督『座頭市』(2003 年) の下駄タップや水谷豊監（1800 年代）にアメリカに渡り，アフロ・アメリカンの伝

督『TAP THE LAST SHOW』(2017 年) といった映画を統音楽と融合し，さらにジャズ音楽の文化と混じりながら通じて，平成の日本でタップダンスを再注目させた．

タップ・ダンスに進化，ミュージカルや映画に取りこまれて普及した [1], [2], [3]．

1.3 研究の意義

元々の Jig は木靴を踏み鳴らすスタイルの踊りであった

先述の通りタップダンスは「身体表現」と「楽器演奏」とが，木靴が革靴に変わり，靴底に専用の金属板を打ち付けいう異なる 2 つの表現活動が融合した表現手法であって，た「タップシューズ」を用いて，これを鳴らすスタイルにダンス・運動分野の観点からも音楽演奏分析の観点からもなったところに大きな特徴がある．従ってタップダンスは研究対象として興味深い．しかしながら先行研究を調査し全身を動かす「身体表現」であると共に，タップシューズても，タップダンスに着目した工学的研究は少ない．の出す音・リズムを楽しむ「楽器演奏」の側面も持つ．

またタップダンスを学びたいと思う人にとっては，学ぶ場所が少ないという現状がある．一例として，i タウンペー

1.2 日本におけるタップダンス受容ジを用いて「社交ダンス」で検索すると全国で 1426 件が日本における本格的なタップダンスの始まりはジョージヒットするのに対し，「タップダンス」では全国で 93 件し堀が 1931 年に日本で最初のタップダンス教室を開いた事かヒットしない（2023 年 10 月 30 日調べ）．タップダンスとされる．特にジョージ堀の指導を受けた中川三郎は 1933の指導者も相当少ないと推測され，タップダンスの修得支年に 17 歳で渡米してタップダンサーとして成功を収め，援技術を研究することで，自主訓練によるタップダンスの1935 年に帰日して熱烈歓迎を受け，戦前の日本では広く流上達手段を提供したり，科学的な根拠に基づく新しいタッ行した．しかし 1941 年の真珠湾攻撃から第二次世界大戦プダンス指導が実現できると考えられる．

が始まるとアメリカ由来のタップダンスも禁制となってしまった．

2. 研究目的
本研究はタップダンスの習熟度判定と修得支援を実現

12a)b)

東京国際工科専門職大学
フリーランス（タップダンサー）
yamaguchi.naohiko@t.iput.ac.jp
aichancotap@gmail.com© 2024 Information Processing Society of Japanすることを目的として，圧力センサを組み込んだタップシューズを用いた計測システムを試作する．具体的な習熟

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図 1

タップシューズの例

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図 2

タップポジション（左を軸足とした場合）

度判定の方法として，メトロノームに合わせてタップを踏のもの，特殊例として下駄を履いてタップを踊る例もある

み，その圧力信号を記録することでメトロノームとのずれが，本研究では対象外とする．

やリズムのばらつきを評価する．
タップ音を出す方法は多数あるが，本研究では最も基本的なボールタップ・ヒールタップ・スタンプ・ストンプ・シャッフル・フラップを対象とする．

4.2 タップする位置（ポジション）
タップダンスを踊る際は，足を軽く開いて直立した状態を基準としつつ，足を前・横・後ろなどに動かしながらタップする．この時「前」と言った場合は遊脚（軸足の反3. 先行研究対側）を半歩〜1 歩正面に踏み出した位置，「横」と言った

類似の先行研究として，山元亮典らの発表 [4] がある．山場合，遊脚を前方約 45 度外側に半歩〜1 歩踏み出した位置

元らの研究はタップダンスの修得支援を目的とし，靴の中を表す．「後ろ」と言った場合は軸足の膝を曲げて重心をに圧力センサを入れて計測をしているという点では本研究

落とし，遊脚を後方約 45 度外側に半歩〜1 歩伸ばした位置と類似しているが，山元らは靴に取り付けたモーションセを表し，足を交差させて身体の真後ろをタップする「クロンサを主たるセンサとしていて圧力センサは補助的な役割ス」と区別する（図 2）．

である事が大きく異なる．また本研究では最終的に重心の計測を行う事も視野に入れており，圧力センサの配置も異なっている．

4. タップダンスの用語
事前知識として，本稿を理解するために必要となる最小限のタップダンス専門用語*1 について解説する．

4.3 タップ音の出し方
タップスから音を出す基本はボールを床に打つ (BallTap)，ヒールを床に打つ (Heel Tap) の 2 種類となる．ボール・ヒールのうち，鳴らさない方は宙に浮いている場合も床につけたままの場合もある（図 3）．ただし必ずしもタップスの全面を打ちつけるとは限らず，例えば足を後ろに向けてボールをタップする時は足の内側寄り部分だけを打ち4.1 タップシューズとタップスつけることになる．

タップダンスに使用する靴（タップシューズ）には，靴足を真上から降ろしボールとヒールを同時に鳴らすこと底に音を出すための金属片が打ち付けてある．この金属片もある．この時重心移動が伴う場合はスタンプ (Stamp)，を「タップス」という．タップスはつま先と踵についてお重心移動を伴わないとストンプ (Stomp) という（図 4）．

り，つま先側を「ボール (Ball)」，踵側を「ヒール (Heel)」

体重のかかっていない方の足を前方に蹴り上げながらと呼ぶ．タップシューズの形状は図 1 のように靴底が比較

ボールを床に当てて音を出す動きをブラシ (Brush) とい的フラットなダンスシューズ様のものが標準的であり，本う．逆に前に出た足を手前に引き下ろしながらボールを床研究ではこのタイプを対象とする．タップシューズの例をに当てて音を出す動きはバックブラシ（Backbrush）とい

図 1 に示す*2 ．

う．軸足を変えず，ブラシとバックブラシを連続で行う動その他の形状としてハイヒール状のものやスニーカー状*1*2

タップダンスの用語は必ずしも統一されておらず，指導者や文献によって定義が異なる事に注意を要する．
引用：Basement CAPEZIO TAP SHOES CG102 TAP OXFORD
https://basement-webshop.com/SHOP/28-01238.
html© 2024 Information Processing Society of Japan

きをシャッフル (Shuﬄe) といい，これもタップダンスの基本ステップとされる（図 5）．バックブラシのあと体重を反対の足に乗せ換える場合はフラップ (Flap) という．
以上が最も基本的なタップ音の出し方である．この他に蹴り上げをヒールで行うスカッフ (Scuﬀ)，スカッフとブ188

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図 3 タップ音の出し方 (1）：ボール・ヒール

図 4 タップ音の出し方 (2）：スタンプ・ストンプ

ス（金属板）のおよそ中心部にくるようにつま先・かかと先端からの長さを計り，足幅方向はセンサが中敷きからはみ出さないギリギリの位置に貼った．圧力センサの配置と記号を図 7 に，作成したセンサ付き中敷きの写真を図 8 に示す．
圧力センサの計測結果は抵抗値として出力される．計測回路から 5V の電圧を圧力センサの一端子に与え，反対の端子を固定抵抗に接続して分圧回路を構成し，電圧に変換
図 5 タップ音の出し方 (3）：シャッフル・フラップ

する．その電圧をアイソレート用のボルテージフォロワ回ラシ引き下ろしを連続で行うスカッフル (Scuﬄe)，つま先路を通じてアナログスイッチ IC（CD4066BN）へ入力すの先端を軽く床に打ちつけるトーパンチ (Toe Punch)*3 ，る．このアナログスイッチは後段のフィルムコンデンサ及タップスを床に擦り付けて摩擦音を出すスライド (Slide)，びオペアンプと一体となってサンプル＆ホールド回路を成

ボールやヒール同士を打ち付けて音を出すクリック (Click)

す．圧力の計測を行いたいタイミングでアナログスイッチなどの多数の方法があるが，本研究では対象外とする．に送る計測タイミング信号を L にすると，その瞬間の電圧をホールドする．これにより 8 つの圧力信号をタイミン

5. タップタイミング計測システム

グ信号によって同期を取りつつ，12bit8chA/D コンバータ

5.1 計測システム概要（MCP3208-CI/P）で A/D 変換してマイコンに取り込む．

本研究で使用する計測システムの全体ブロック図を図 61ch（センサ 1 つ）分を抽出した計測回路図を図 9 に示す．
計測回路・マイコン・モバイルバッテリーは 1 つのケーに示す．計測装置は一つのケースに収め，被験者の腰部に固定する．計測装置の中心はマイコン（M5 Stack Gray）スに収め，ベルトで被験者の腰に固定する（図 10）．

で，計測を開始すると，内蔵スピーカーから一定テンポでメトロノーム音を流しながら，メトロノームのタイミング・5.3 データの取得・保存

圧力センサの計測値・マイコン内蔵 IMU から取得した加データの計測周期は 10msec とする．これはマイコンの速度，角速度，姿勢を Bluetooth Serial で PC に送信する．

性能限界を考慮して決定した．基準テンポを 150[bpm] としたときの 1 拍をさらに 40 分割（16 分音符を 10 分割）し5.2 圧力センサによるタップ圧検知システム
厚み約 0.8mm のポリプロピレン板*4 を，タップシューて記録できる周期に相当しており，十分な計測周期であると判断した．

ズ内にぴったり収まる中敷き形状に切り抜く．この中敷き記録するデータは圧力センサの値（8 個）の他，メトロ裏（靴底）側に，厚さ約 0.2mm の高分子厚膜フィルム式圧ノーム音のタイミングを一緒に保存する．また参考情報と力センサ (MF01A-N-221-A11) を貼り付ける（以下これをして，マイコン内蔵の IMU から取得した加速度・角速度・センサ中敷きと呼ぶ）．このセンサは直径 14.7mm の範囲

姿勢情報*5 を保存する．

で 3〜150[N] の圧力を検出し，圧力を抵抗値に変える．セ

保存した情報はテキストデータ（タブ区切りテキスト）

ンサはボール・ヒールに各 2 か所，すなわち左右の足で計形式に整形し，Bluetooth Serial を通じて随時出力する．ペ8 か所に貼付する．貼付位置は，足長方向は靴底のタップ

アリングした PC でターミナルエミュレータソフト（Ter-*3*4

トータップ (Toe Tap) と表記する場合もある
実験には株式会社ハピラ製のねんど板（100 円ショップキャンドゥで購入）を使用© 2024 Information Processing Society of JapanaTerm 等）を起動し信号を受信することで，計測結果を閲*5

マイコンは腰に固定しているため，腰の動きに相当する

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図 6

図 7

計測システムの全体図

圧力センサの配置と記号覧・保存することができる．

6. 計測実験
6.1 実験概要

図 8 センサ中敷き（裏（靴底）側）

Bluetooth Serial で送られる計測データを実験者の PCにてターミナルソフトウェア（TeraTerm）を用いて随時受信し，保存した．また参考情報として正面，側面，俯瞰の3 方向から動画を撮影した．

計測システムを装着した状態で指定のフレーズを演奏し，メトロノームと同期して各所の圧力が計測できる事を確認する事とメトロノーム音とのずれやリズムのばらつきを評価する事とを目的として，計測実験を行った．

6.3 実験条件
本研究で対象とするステップ（ボールタップ・ヒールタップ・スタンプ・ストンプ・シャッフル・フラップ）を網羅し，かつ現実的な（実際に振付に使用できる）動きとして6.2 実験環境
実験は東京国際工科専門職大学が所有するモーションキャプチャルームで実施した．完全な防音環境ではない

表 1 に示す 13 パターンを選定した．テンポは 60[bpm] と100[bpm] で，各譜割り（4 分音符，8 分音符，16 分音符）毎に 1 小節（以上）ずつ演奏した．

が，余計な騒音のない静かな状況で実験を行っている．マイコンから発するメトロノーム音の音量は自由に調整がで6.4 実験結果きるため，メトロノーム音がしっかりと聞こえる状態に設

6.4.1 圧力の計測定して実験を行った．

計測結果の一例として図 11 に，【スタンプ，左右交互タップダンスを踊るためには木の床（タップ板）が必要（左足），4 分音符，テンポ 60】の条件で計測した圧力波形であるため，塗装コンパネ（900mm 四方）の裏にスポンジから、左足 1 ステップ分を拡大した波形を示す．スタンプ

ゴムを 9 か所に貼りつけたものをタップ板として用意した．

は足を真上から降ろしてボールとヒールを同時に鳴らす奏

被験者はタップダンスプロ 1 名（タップダンス歴 18 年，法であるから，左足に取り付けた 4 つのセンサがほぼ同靴サイズ 22.5cm）である．あらかじめ普段使用している時に立ち上がる波形を期待していたが，実際にはヒール側タップシューズを計測してセンサ中敷きを作成しておき，のセンサ（LHO，LHI）だけが反応し，ボール側のセンサこれを靴の中に入れて計測を行った．

（LBO，LBI) はほとんど見えないという結果となった．ま© 2024 Information Processing Society of Japan190

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図 9 計測回路（1ch 分のみ抜粋）

実験風景

れを基準タイミングとした．

表 1 実験条件ステップNo.

図 10

足譜割り

タップタイミングの計測は右足の圧力信号のう01

ボール＆ヒール左右交互

4,8,16 分02ストンプ

右4,8,16 分

03

ストンプ

左4,8,16 分

04

スタンプ

左右交互

4,8,16 分

max {RHO[t], RHI[t]}) を求め，基準タイミング近傍で05

ブラシーバックブラシ交互 前

右4,8,16 分

signal[t] がピークとなる時間を求めて，基準タイミングと06

ブラシーバックブラシ交互 前

左4,8,16 分の時間差（基準タイミングより遅れたときを正，基準タイ

07

ブラシーバックブラシ交互 横

右4,8,16 分

ミングより早い時を負と定義する）を「タップタイミング08

ブラシーバックブラシ交互 横

左4,8,16 分

ずれ時間」と定義した．なお圧力波形の計測周期（時間分09

ブラシーバックブラシ交互 後ろ

右4,8,16 分解能）が 10[msec] であるため，「タップタイミングずれ時

10

ブラシーバックブラシ交互 後ろ

左4,8,16 分

11

シャッフル 横右4,8 分

12

シャッフル 横左4,8 分13フラップ

左右交互

4,8 分

ち，有効な圧力が計測できていた RHO と RHI を使用
し た ．RHO と RHI の う ち 値 が 大 き い 方 (signal[t] =間」の時間分解能も 10[msec] である．
算出した「タップタイミングずれ時間」の分布・平均値・平均値の近似直線を図 12 に示す．基本的に基準タイミン
グに対し実際のタップ（圧力ピーク）は遅れる傾向にあり，

表 2 タップタイミングずれ評価対象データ
周期 T[msec]
テンポ [bpm]
譜割り
対象データ数

足さばきが速くなる（周期が短くなる）につれて遅れが小さくなる結果となった．しかし【テンポ 100,8 分音符】の

1000

60

4 分音符

8

条件だけは基準タイミングに対し実際のタップ（圧力ピー

600

100

4 分音符

8ク）が顕著に先行していた．

500

60

8 分音符

16300

100

8 分音符

15250

60

16 分音符32

たヒール側のセンサについては圧力の変化が記録できているものの，圧力が大きかった LHO は出力が飽和してしまい，圧力のピークタイミングが読めないという結果となった．これに限らず全体にボール側のセンサは反応が悪く，十分な計測結果を得られなかった．体重をかけず，ボールを軽く打ち付けて鳴らす「ブラシ」や「シャッフル」も検出ができなかった．

6.4.2 タップタイミングずれの評価【ストンプ，右足，テンポ 60 及び 100】の条件で計測した圧力波形から，タップタイミングずれの評価を試みた．
分析対象となったデータを表 2 に示す．
圧力信号と同期して記録されたメトロノーム信号から，4 分音符のタイミング（メトロノーム信号に等しい）・8 分音符のタイミング（メトロノーム信号の 1/2 周期）
・16 分音符のタイミング（メトロノーム信号の 1/4 周期）を求め，こ© 2024 Information Processing Society of Japan

7. 今後の課題
今回計測した実験データのうち，まだ分析できていないデータが多数存在するため，さらなる分析を行いたい．また現在は Excel を用いて手動で分析を行っているため，自動的に分析を行える仕組みを整えたい．
今回は全体的にボール側の圧力がうまく計測できない結果となった．ブラシやシャッフルのように「軽く」タップを打ちつけて音を鳴らす動きを計測するためにはセンサの感度を高める必要があると思われる一方で，単に感度を高めてしまうと軸足に体重を乗せたときに計測値がオーバーフローしてしまい，重心の計測ができなくなってしまう可能性がある．正確なタップタイミングの検出と重心検出を両立させるためにはダイナミックレンジの広い圧力を計測できる方法を模索する必要があると考えられる．センサの貼付位置調整やセンサ感度の見直しにより改善ができるかどうかを今後検証していきたい．また今回使用した圧力センサは「点」の圧力を検出するものであるが，中敷き全体

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図 11

圧力計測結果の例【スタンプ，左右交互（左足），4 分音符，テンポ 60】

図 12

タップタイミングずれ評価の例【ストンプ，右足，テンポ 60 及び 100】の圧力分布を「面」で計測できるセンサを採用することで参考文献改善できる可能性もあるため，検証を続けていきたい．

[1]

8. おわりに[2]

本研究は，タップダンスの習熟度判定と修得支援を実現することを目的として，圧力センサを組み込んだタップ[3]

シューズを用いた計測システムの試作と基本検証を行った．

[4]

実験の結果，ヒール側の圧力は比較的よく検出ができ，ストンプを対象としてタップタイミングずれ評価を行うことができた．その一方でボール側の圧力を検出することがで

冨田かおる： 新装版 パーフェクトタップダンシング，文芸社 (2005).
Margaret Miller: American Tap Dance History andProposed Preservation, Honors College, Pace University(2018).
Constance Valis Hill: Tap Dancing America: A CulturalHistory, Oxford University Press (2010).
山元 亮典, 三輪 貴信, エンリケズ ギエルモ, ヤップ フェイ イー, 橋本 周司: タップダンサーの技術向上のためのリズム計測タップシューズの開発, 第 78 回全国大会講演
論文集 (2016).

きず，計測装置のさらなる改良が必要であることがかった．
謝辞 東京国際工科専門職大学の渡部健司教授には，実験場所の提供及び映像撮影にご協力を頂きました．感謝いたします．

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