Japanese / English






1. 研究目的
2. WF-4RIIIの各部機構
3. 演奏システム
4. 演奏ムービー
5. 謝辞
公演活動のページ
関連論文のページ


高西研究室では,人の心身のメカニズムを追及し,人間とロボットの共生を目指してヒューマノイドロボットの研究開発を行っています.その中で人間と情緒あるいは感性レベルでの交流ができることは,ヒューマノイドロボットにおける重要な機能のひとつであると考えています.そこで私たちはそのような場としての音楽空間に着目し,人間形フルート演奏ロボットの開発を行っています.
 本ロボットは,フルート演奏時における人体各器官の働きを機械モデルで再現することで,人間のフルート演奏のメカニズム,表現力の高い演奏手法,および人間とロボットとの音楽空間におけるインタラクションを工学的視点に立って追求し,音楽を通じて人々に感動を与えることを目的としています.

人間形フルート演奏ロボットの研究は1990年に開始され,フルート演奏におけるさまざまな器官の働きを模擬した機械ハードウェアの開発と,MIDI伴奏同期システムの構築を行い,これまでにWFシリーズとして4体の人間形フルート演奏ロボットを開発してきました.また,プロフルート奏者の若松久仁光氏をテクニカルアドバイザーに迎え,演奏の表現力向上とロボットの自律性の向上を目指した,フルート吹鳴音の自律探索の研究や,人間を模倣した演奏に関する研究,また人間とロボットのインタラクションに関する研究を行っています.

.
       
   (1990)
   
(1992)

 (2002)

(2003)
 
(2004)

(2005)
 (WF-3RIXの詳細)   (WF-4の詳細)   (WF-4Rの詳細)   (WF-4RIIの詳細)




2006年に開発した人間形フルート演奏ロボットWF-4RIII(Waseda Flutist No.4 Refined III)は,フルート演奏に必要な人体各器官の機能を再現した各部機構を備えており,全43自由度で構成されています.

眼部はカメラが搭載されており共演者とのインタラクションを目指します.

視覚デバイスの搭載に伴い,共演者や観客とより親しみやすいデザインの顔になっています.眉部はマグネットでできているため,自由に変形させることが可能となっています.
                        


口唇部はフルートの吹鳴音に最も影響があります.唇の素材に低弾性のゴムを使い,それを変形させることでフルートに送り込む空気ビーム形状を制御します.また舌によるタンギングは,口腔内部にあるゲル部材をカムによって水平移動させて行っています.


.
肺は人間のように左右に分かれており,ブレスを行います.ジャバラを用いて密閉した空間をクランク機構により押し出すことで空気を送り出します.摺動部での摩擦がない機構により,吸気時間の短縮,メカニカルノイズの低減を実現しましたまた,気密性が向上したことにより,成人男性と同等の肺活量を得られました.


肺から押し出された空気は喉部に入ります.喉部には人間の声帯を模したヴィブラート発生機構があり,肺から押し出された空気に振幅の変化や振動数の変化をつけ,ヴィブラート奏法を行います.

指部は1秒間に8回の開閉動作を行う高速な指使いにより,トリル奏法が可能です.また、フルートは精密チャックによって右手にしっかり固定されており、安定して演奏することができます.

腕部は7自由度で構成されており,口唇部に対して歌口の位置を高精度に制御することが可能です.
首部は,上下ピッチ,ヨー,ロールの4自由度で構成されています.首部はフルートを演奏するために,高精度で広範囲にわたる口唇部の姿勢制御をしなくてはなりませんが,ハーモニックドライブギアを用いてそれを実現しました.





人間形フルート演奏ロボットWF-4RIIIは,伴奏用MIDIデータの出力を行うMIDIコントロールパソコンとロボット制御用パソコンおよび画像処理用パソコンにより演奏を行っております.MIDIコントロールパソコンはMIDI音源への伴奏データを出力し,MIDI信号に同期してロボット制御パソコンがロボットの制御を行います.ロボット制御パソコンはロボットデータと呼んでいるデータを利用して演奏を行います.ロボットデータには各音名に対するロボットの制御パラメータが記録されています.また画像処理用パソコンではCCDカメラから取り込んだデータの処理を行います.










白鳥
(mpeg形式/2分19秒/23.2MB)
サン=サーンス作曲"白鳥"の演奏ムービーです.






本研究は早稲田大学ヒューマノイド研究所のもとで,岐阜県からの委託であるWABOT-HOUSEプロジェクトにより行われました.ここに感謝の意を表します.

早稲田大学ヒューマノイド研究所
早稲田大学WABOT-HOUSE研究所

Last Update 2006.10.16
Copyright (c) 2006-2007 Team FLUTE / Takanishi Laboratory
All rights reserved.