プロジェクト番号 24 身体拡張インターフェース -ASHURA- Group B「快 - 不快」の音を表現するエフェクター朝倉宏輔

伊藤涼

岩下明日海

中嶋寛太

中村颯流

背景「快 - 不快」の指標として頬の大頬骨筋と眉の皺眉筋の筋活動が利用できることが分かった。さらに、音楽聴取中に引き起こされる情動の原因として音程変化やリズム、さらには音楽の構造 ( 形式、体制、音色 ) が挙げられることが分かった。これらのことから、私たちは「快 - 不快」を音の変化で表現できるという仮説を立てた。

目的

筋電位を用いて自身の表情から「快 - 不快」を読み取ることができる。本グループでは、そこから読み取った「快 - 不快」によってエフェクターのかかり具合を連動させ、音を変化させる。そして、メロディやコード進行のないものに対して「快 - 不快」を音で表現する筋電インタフェースを製作することを目的とした。

仕組み

デバイス筋電位

筋電計測回路筋活動情報を含む信号

電極

デバイスから見た入力：制御信号変換した音

イヤホン

課題解決プロセス

マイコン

エフェクター

5月6月

アイデア出し、製作物決定

プロトタイプの作成

質よりも量の精神でアイデアをたくさん出し、製作物が決定した。

音声信号

出力：音源

7月筋電位計測回路の作成と並行して、ソフトウェアとエフェクターの作成を行った。

プロトタイプ

筋電位の計測結果とエフェクターのかかり具合を連動させ、入力された音を歪ませるエフェクトかけて、出力するデバイスを製作した。

課題

・表情筋の筋電位を計測できるように筋電計測回路を改良。

・表情筋とエフェクターを連動させることで「快 - 不快」を音の変化で表現できるかを実験。機器の安定性向上、課題再検討筋電計測の安定性向上を図った。
エフェクターのかかり具合が認識できた。

プロジェクト番号 24 生体信号による身体拡張インタフェース ~ASHURA~ Group B

緊張を伝 える 真実 の口朝倉宏輔

伊藤涼

岩下明日海

中嶋寛太

中村颯流

背景人間は精神的緊張によって心拍数の増加や発汗、筋肉の緊張といった反応が表れる。まつけることができる。これらのことより、私たちは使用者の精神的緊張に伴う筋緊張た、使用者が自身の緊張を認知することで、メタ認知を実現することができる。メタ認を筋電位として計測し音で伝えることで、使用者が自らの緊張を認知し適切に対処で知とは認知（知覚、記憶、学習、言語、思考など）することを、より高い視点から認知きるのではないかという仮説を立てた。緊張しているかどうかを本人の意思とは関係することである。それによって自身にとって効果的な学習の方法や問題解決の方法を見なく表現するデバイスなので、外装は真実の口をモチーフとした。

目的精神的な緊張によって発生する筋電位を音に変換して聞くことで緊張に適切に対処する合いを音として出力する。このことによって、スピーカーから出た音が使用者にどの手助けとなる装置を製作する。そのために、筋電位を音に変換し、出力する真実の口をように知覚されるのか、また、どのような影響を及ぼすのか評価実験を行い、調査と模したスピーカーを製作し目的の達成を目指す。このデバイスを用いて精神的緊張の度分析を行う。

課題解決プロセス5月

6月

10 月

7月筋電位によって制御するエ音をテーマに決定し、アフェクターを製作し、筋肉イデア出しを行った。その動きと連動して音色を変の結果、製作物が決定し化させることに成功した。

た。

筋電位を用いてエフェクターを操作する。これにより快 - 不快を表現することを目的とした。

12 月

11 月新たな目標を使用者の緊張評価実験を行い成果物を計測し音で出力することにどのような効果があに決定。また、外装は真実るか調査した結果、音の口をモチーフにした。

と緊張の関係は分からなかった。実際に使用した結果、快 - 不快の表現が困難だったため目標を変更した。

スタイロフォームで外装を作り、筋電位計測回路とスピーカーを用いて筋電位を音として出力した。

成果物動作原理は筋電位計測回路から筋電位を計測して増幅後、スピーカーから出力して音に変換している。この際、扱う周波数帯が非常に低いため、28Hz 〜 200Hz に対応したスピーカーを用いて音を出力した。外装はローマにある真実の口をモチーフにして製作した。迫力と低周波を扱うことを重視したため実物大のサイズで製作した。主な素材として骨組みは木材、外装はスタイロフォームを使用し軽量化と移動の容易さを実現することができた。また、表面に漆喰を塗ることで石のような質感を表現した。

実験結果実験ではカジノチップを指にのせる、自己紹介、自由使用の 3 つの課題を行い、真実の口を模したスピーカーを使用、スピーカーのみ使用、何も使用しないの 3 つの条件で実施した。その結果より、分散分析を行ったが音と緊張に関係があるかどうか分析することはできなかった。実際に使用している様子。裏面にスピーカーな ど を 設 置 。

プロジェクト番号 24 身体拡張インターフェース -ASHURA- Group C

指の先から生える手 PuppeTE北山奏人

岩瀬豪

菅原淳

小島理央

前川和輝

背景「自身の手とゴムの手を机の上に並べ、自身の手が見えないように仕切りを立てる。次にゴムの手だけを観察している状態で、他者に筆などを用いて自身の手とゴムの手を同時に撫でられることで、まるでゴムの手が自身の手であるように感じられる」という研究がある。
この現象から人間の身体領域は可変的だと考えられる。そこで、人間の手に近い見た目かつ自分の思うように動く手型デバイスを指に装着し動かすことで、まるで自分の指から手が生えているような感覚を得ることができるのではないかという仮説を立てた。

目的指先に装着し、筋電位を用いて動作する手型デバイスを製作する。それを用いて自分の手の指の先からさらに手が生えてきたときに得られる身体感覚、またはそれが周りに与える影響を調査し、その活用方法を検証する。小型の手の製作人型ロボットのオープンソース「InMoov」の手の部分を体積比 1/21/2スケールで作成した。その結果、100mm×80mm×10mm サイズに小型化された。指の駆動には 10 号のテグスとサーボモータを利用した。

1/2

1/2

課題解決プロセス5月アイデア出し、問題分析ブレインストーミングによる案出しやフィールドワークを行なった。

6月

7月

プロトタイプの作成

組み立てと課題再検討

筋電位を測定する回路の小型の義手を組み立て、筋電位を作成や、３D プリンター測定するための回路とそれを制御で出力した義手のヤスリするためのアルディーノを連結しがけを行なった。

た。

プロトタイプ指先に装着して使用する。
手を握り力を入れたときに出る筋電位を読み取り、指先についている手型のデバイスも指を閉じる。

課題・各指の独立操作・義手のさらなる小型化・装着方法の確立・人の手に近い外観や感触の再現・使用することによる身体感覚の調査

http://koara.lob.keio.ac.jp/xoonips/modules/xoonips/detail.php?koara̲id=KO40001001-00002016-0533

PuppeTE1611&5ʷ手プロジェクト番号 24 生体信号による身体拡張インタフェース ~ASHURA~ Group C

Pu p p eTE ~ 指 先 か ら 生える手 ~

岩瀬豪

北山奏人

小島理央

菅原惇

前川和輝

背景近頃、手の指を６本に拡張するロボットや、手のジェスチャで操作できるグローブなど、 その中で我々は人間の手の指先から、自分の手と同じ動きをするもう一つの手が生え手の機能の拡張に関する研究が行われている。本グループでは、筋電位を用いた身体拡てきたときの身体感覚に興味を持った。その身体感覚を体験するために、自分の手と張インタフェースによる全く新しい身体感覚の経験を目指し、活動を進めている。

同じ動きをする指先から生える小さな手型デバイスの製作をすることに至った。

目的筋電位を用いて操作する、指先から生える手型デバイスを製作する。この装置は、自分時に、自分の身体の一部と感じることができるのか、また、装着時にどのような感情の手の動きと同じ動作をするものである。このデバイスを装着して様々な動作を行ったを得ることができるのかを評価実験を行い、調査、分析を行う。

課題解決プロセス5月

6月

7月

10 月

指の先から生える手の製作

ブレインストーミングを始めるにあたって、サイで制作物の方向性につズの検討を行った。

いて話し合った。

11 月

12 月

更なる小型化を目指して、モーターを二段に分けモーターを手の甲に埋めるて設置することで手の構造を考えたが、力が足り小型化に成功した。まず別の方法を検討した。

た、モーターは各々独立した動作が可能。

手の拡張に焦点を当て、実際に様々な素材を使ってアイデア出しを行った。

前期発表用のプロトタイプが完成した。この段階では手は開く、閉じるの動作のみが可能。

モーターをより力の強い物に変更した。光造形３D プリンターを用いることでより細部まで正確に印刷することが可能になった。

成果物生体信号の筋電位を用いた。各指が動きに合わせて曲がるように制作した。指の動作には PE ライン、DC モーターを用いた。DC モーターが回転し、モーターのシャフトが糸を巻き上げることで指の先端の上下２箇所に固定された糸の下部分が引っ張られ、上部分の糸は緩むことで指が曲がる仕組みとなっている。外装は光造形 3D プリンターを用いたことで高精度な印刷が可能になり、前期プロトタイプより小型化することに成功した。

改善点・全てのモーターを手の甲に収納するために、より小型で高トルクなモーターを使用する。
・回路全体を小型化し、前腕に装着できるスタイルにする。
・装着方法が安定していないため、より良い装着方法を検討する。
・5 本の指全てを独立した操作を可能にする。

指を曲げる前のイメージ

指を曲げた後のイメージ