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音源に圧電素子を用いた人工喉頭システムのための音質改良と制御方法に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18700481
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

大惠 克俊  Ritsumeikan University, 理工学部, 講師 (80388123)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords人工喉頭 / 圧電振動体 / 圧電セラミックス / 圧電高分子 / 筋電位 / 喉頭原音
Research Abstract

本年度の研究において,以下の成果が得られた.1)新形状音源の改良,2)人工喉頭制御用信号としての胸骨舌骨筋の検出精度の向上,3)共鳴管の性能向上.
1)については,昨年度までに試作を行った新形状の圧電発音体の発音特性を改良することを目的として,さらなる新形状についての研究を行った.昨年度までの試作発音体は,剛性低下により低共振周波数化が達成されたが,剛性低下部である梁部の剛性をさらに低下させることで,人工喉頭の音源に必要なレベルまでの周波数低下が見込まれることが確認された.そこで本年度では音圧に関係する振動部の面積を維持したまま梁部を延長し,音源の低周波数化を行った.しかし,梁を延長しただけでは振動板の変位が得られなかった.そこで梁の剛性に傾斜を付けることにより,その振動形状の最適化が行われ,振動板の変位を得ることができた.
2)については昨年度の結果に基づき,胸骨舌骨筋の筋電位による音声制御の実現を目的として,筋電位信号の高精度化についての研究を行った.この高精度化は筋電位測定用電極の添付位置の最適化を中心に進め,その結果,最適化された添付位置において,従来よりもS/N比の高い検出信号を得ることができた.この検出信号より,ピッチ周波数とon/offの制御信号として有効な成分の抽出の可能性が示唆された.
3)については,複数の共鳴管を接続することにより音響フィルタとしての性能向上と,周波数特性の調整が可能となることが確認された.
上述の4件の結果のうち,1)については国際会議において1件のポスター発表を行い,1件の論文が掲載された.2)については国内会議において2件の口頭発表を行った.また1,2)の結果をまとめたものについて国内会議において1件の口頭発表を行った.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 人工喉頭の音源利用を目的とした圧電振動体形状の最適化2008

    • Author(s)
      杉尾雄一
    • Journal Title

      バイオメカニズム学会誌 31

      Pages: 214-217

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Work of PZT ceramics sounder for sound source artificial larynx2007

    • Author(s)
      Yuuichi Sugio
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE 6525

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 圧電発音体を音源として使用した人工喉頭の開発~圧電発音体形状の最適化に関する研究~2006

    • Author(s)
      大恵克俊
    • Journal Title

      第51回日本音声言語医学会総会ならびに学術講演会予稿集

      Pages: 65-65

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 人工喉頭の音源に用いる圧電スピーカに関する研究2006

    • Author(s)
      杉尾雄一
    • Journal Title

      第27回バイオメカニズム学術講演会SOBIM 2006 予稿集

      Pages: 119-122

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of the new shape PZT ceramic sounder suitable for a sound source of artificial larynx2006

    • Author(s)
      Katsutoshi Ooe
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE 6416

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of PZT ceramics sounder for sound source of artificial larynx2007

    • Author(s)
      Yuichi Sugio
    • Organizer
      International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2007-11-13
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋電位信号を用いた人工喉頭の制御に関する研究2007

    • Author(s)
      仲地真吾
    • Organizer
      第28回バイオメカニズム学術講演会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2007-11-10
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 圧電発音体を音源として使用した人工喉頭の開発〜制御信号としての頚部筋電位の有効性に関する研究〜2007

    • Author(s)
      大惠克俊
    • Organizer
      第52回日本音声言語医学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      所沢
    • Year and Date
      2007-10-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 音源に圧電発音体を用いた人工喉頭の開発2007

    • Author(s)
      大惠克俊
    • Organizer
      第22回リハ工学カンファレンス
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-08-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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