| ENGLISH/JAPANESE |
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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．
そこで私たちは音楽を用いた感性レベルでの交流の実現を目標とし，これまで人間形フルート演奏ロボットの開発・研究を行ってきました．
これまでの研究・開発ではロボットの演奏音を向上させる研究だけではなく，以下のような人間とロボットのインタラクションに関する研究も行ってきました． ・プロフルーティストとの共演を目標とした，センサによる共演者の情報を検知し， ロボット演奏時のパラメータを変更させ演奏表現力を向上させるシステム ・教育支援を目的とした隠れマルコフ・モデルに基づくメロディーの識別システム ・プロフルーティストと初心者の演奏を比較して評価を行うシステム ・ViolaとJonesのアルゴリズムに基づいた顔追従システム ロボットと人間が相互に働きかけるところを目指すためにはロボット側が人間の演奏音を含めた情報を認識する必要があります． しかし，人間の演奏には感情を含むさまざまな要因が影響してくるため，演奏家のモデルを正確に認識することは難しいと言えます． 一方ロボットの場合を考えますと，ロボットは人間とは異なり，安定した演奏モデルを持つことができます． そこで私たちは人間をロボットに置き換え，ロボット−ロボット間のインタラクション研究を行うための新規異種楽器演奏ロボットとして， 人間形サキソフォン演奏ロボットWAS-1(WAseda Saxophonist No.1)の開発を開始しました． 今後はこのロボットの演奏技術の向上と，ロボット-ロボット間のインタラクション研究について進めていきたいと考えています， |
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| WAS-1 (2008) |
WF-4RIV (2007) |
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| (WF-4RIVの詳細) |
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| 2008年に開発した人間形サキソフォン演奏ロボット
WAS-1(WAseda Saxophonist No.1)は，サキソフォン演奏に必要な人体各器官の機能のうち，口唇部・舌部・肺部・指部の
4つのパーツ（全15自由度）で構成されています． |
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口唇部は吹鳴音に最も大きな影響を与える要素です． 高弾性・高強度のゴムを用いて成型することにより，より人間らしい形状・弾力を持った口唇部となっています． 唇内に埋め込んだＴ字状のピンを動かすことで，サキソフォンのリードを押さえています． |
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| 口唇部（left）・・・・・ 口唇部の機構図（right）・・・・・ |
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口腔・舌部も口唇と同じゴムを用いて一体成形を行い，空気漏れを防いでいます． 舌部は左図のようにリードの近くに配置し，モータの回転運動をリンク機構を用いて伝える機構となっています． これにより，アタックやレリースなどの技法を行うことができます． |
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| ・・・・・口腔部（left） ・・・・・舌部の機構図（right） |
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エアポンプは小型軽量を目指して製作しました． 駆動機構は右図のような，クランクロッドが偏心円盤となっている偏心型クランク機構を採用しています． 偏心円盤に取り付けられたコネクティングロッドが空気室のゴム膜を往復運動させ， 空気を送り出す仕組みとなっています． また，エアポンプから吐出された空気の脈動を抑えるために流量制御弁を使用しています． |
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| エアポンプ（left）・・・・・ エアポンプの機構図（right）・・・・・ |
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指はモータの回転によって，シリコンの指がキーの開閉を行う機構となっており， 11個のモータを用いてC3〜C#5の2オクターブの運指が可能となっています． また左図のように，RS485を用いてモータをシリアルに接続しています． |
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| ・・・・・指部（left） ・・・・・指部制御システム（right） |
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| 人間形サキソフォン演奏ロボットWAS-1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います． 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． | |
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WAS-1のサキソフォン演奏(mpeg形式/1分46秒/20MB) 「ムーンライト・セレナーデ」 作曲: グレン・ミラー |
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WAS-1&WF4-RIV共演(mpeg形式/2分38秒/30MB) 「Duo」 |
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| 本研究は早稲田大学ヒューマノイド研究所のもとで，
行われました．ここに感謝の意を表します． WAS-1は3D-CADソフトウェア "SolidWorks" を用いて設計しました．本ソフトウェアを提供して頂きましたソリッドワークス・ジャパン株式会社にも感謝致します． |
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| 早稲田大学ヒューマノイド研究所 | 
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| ソリッドワークス・ジャパン株式会社 | 
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| Takanishi Laboratory | Last Update 2008.10.30 Copyright(C) 1990-2008 Team Musical Performance Robot /Takanishi Laboratory All Rights Reserved. |