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Acquisition of playing technique based on measurement of interaction between player and instrument in bowed string instrument

Research Project

Project/Area Number 21K19780
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

若槻 尚斗  筑波大学, システム情報系, 教授 (40294433)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水谷 孝一  筑波大学, システム情報系, 研究員 (50241790)
海老原 格  筑波大学, システム情報系, 准教授 (80581602)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords擦弦楽器 / 演奏技術 / 相互作用 / 可視化 / 弓圧 / 摩擦力 / 計測 / 制御則 / 制御測
Outline of Research at the Start

擦弦楽器の演奏において奏者と楽器の相互作用は重要である。これは弓で弦を擦弦する際の楽器への作用(擦弦力,弓速,擦弦位置など)に対する楽器からの応答(摩擦力,楽器の振動,楽器音など)に対して,熟達者は初学者よりも適切なフィードバック制御則が確立されていることで,より良い音を出すことができる。
本研究課題の目的は,ヒトによる演奏技術の本質を理解し再現可能にすることである。そのため,特に弦楽器における擦弦に着目し,ある程度熟達した奏者が楽器を演奏している状態でヒトと楽器の相互作用を計測することにより,演奏者側のフィードバック制御則をモデル化し,自動擦弦装置に実装することで妥当性を検証する。

Outline of Annual Research Achievements

擦弦楽器の演奏においては奏者と楽器の相互作用が重要である。例えばボーイング(擦弦)だけをみても熟達者の音は初学者のそれとは音の質が大きく異なる。これは弓で弦を擦弦する際の楽器への作用(擦弦力,弓速,擦弦位置など)に対する楽器からの応答(摩擦力,楽器の振動,楽器音など)に対して,初学者はフィードバック制御が未熟であるのに対して,熟達者は適切なフィードバック制御則が確立されていることによる。ここで「演奏技術」とは,この適切にフィードバック制御する能力を含むものである。本課題は,擦弦楽器の演奏においては奏者と楽器の相互作用を計測し「演奏技術」を可視化するとともに,その演奏技術を実装することが目的である。
令和4年度まで,主に小さなカメラを楽器に搭載し,弓から弦に加えられている力を非接触で計測する技術の開発に重きを置いていたが,カメラ画像における写り込んだ背景の影響除去など画像処理面での困難があり,想定していた計測精度が得られておらず研究遂行における足かせとなっていた。令和5年度は,この問題を視野に入れ,これまで使用していたカメラ画像による方法に加え,光強度に基づく弦変位計測法を本課題に応用することも試みた。その結果,非接触で弦の変位を安定して計測することは達成できた。これについては,楽器演奏状態で搭載できる形にするための小型化が次のステップへの課題として残っている。当該年度の研究成果は,2件の国内会議発表と1件の国際会議において,成果発表を行なった。
なお,想定していた進捗状況に対して遅れが出ており,目標としていた人間による擦弦動作を再現できる自動擦弦装置の実現を目指すため,研究期間を1年延長することとした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

前年度に引き続いてカメラ画像を用いる擦弦パラメータ計測において,目標とする演奏状態における計測の実現に必要となる測定精度を達成できていないことなどから計画に遅延が生じている。
また,当初計画では人間による擦弦を再現できる自動擦弦装置の製作を行うことを想定していたが,擦弦パラメータ計測の精度を向上させることを高い優先順位に位置付け,自動擦弦装置については製作を開始しているものの,試作が完了していない。

Strategy for Future Research Activity

楽器演奏に対する影響を最小限に抑えることで実演奏の計測ができることを重視していたため光学式の非接触計測を必須と考えていたが,想定よりも難題であり研究の遂行に支障を来している状況である。そこで,研究全体の演奏技術の可視化という目的の達成を最優先にするよう計画を見直し,実演奏に対する影響を最小限に抑えることについては一旦妥協し,当初目標としていた非接触型の光学計測ではなく接触型の力センサなどで代用することも視野に入れ,研究全体の目的達成を目指すための方針変更を行う。なお,擦弦楽器における演奏技術の可視化を達成することが本研究の全体の目的であり,この方針変更によって研究の新規性や有効性を本質的に損なうものではない。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 光強度に基づく弦変位計測法の3次元拡張2024

    • Author(s)
      原優人,猪崎遼大,若槻尚斗,海老原格,前田祐佳
    • Organizer
      日本音響学会音楽音響研究会2024年2月研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Observation of Self-Excited Vibrations of Strings on Bowed String Instrument Using Displacement Measurement Method Based on Light Intensity2023

    • Author(s)
      Yuto Hara, Ryodai Izaki, Naoto Wakatsuki, Tadashi Ebihara, Yuka Maeda
    • Organizer
      2023 IUTAM Symposium on Nonlinear dynamics for design of mechanical systems across different length /time scales
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 演奏中の擦弦パラメータ計測及びその時刻歴提示2023

    • Author(s)
      猪崎遼大,若槻尚斗, 水谷孝一,善甫啓一, 海老原格
    • Organizer
      日本音響学会第150回(2023年秋季)研究発表会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 光強度に基づく弦変位計測法を用いる擦弦操作と弦振動の同時計測2023

    • Author(s)
      原優人,猪崎 遼大,若槻尚斗,海老原格,前田祐佳
    • Organizer
      日本音響学会音楽音響研究会2023年2月研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] カメラを用いる擦弦パラメータ計測法のチェロにおける検証実験2022

    • Author(s)
      猪崎遼大, 若槻尚斗, 水谷孝一, 善甫 啓一, 海老原 格
    • Organizer
      日本音響学会音楽音響研究会2022年8月研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 擦弦情報の記録と奏者への提示を目的とする弓圧及び摩擦力の計測2022

    • Author(s)
      猪崎 遼大,若槻 尚斗,水谷 孝一,善甫 啓一,海老原 格
    • Organizer
      日本音響学会第148回(2022年秋季)研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] シングルボードコンピュータとカメラモジュールを用いる楽器搭載型弓速センサ2021

    • Author(s)
      猪崎遼大,若槻尚斗,水谷孝一,海老原格,善甫啓一
    • Organizer
      日本音響学会2021年秋季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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