2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of mechanisms of distantly-presented bone-conducted ultrasonic perception to develop a novel communication device
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19K22950
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中川 誠司 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (70357614)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷 芳樹 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60448769) [Withdrawn]
大塚 翔 千葉大学, フロンティア医工学センター, 助教 (00776049)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 生体情報・計測 / 骨伝導 / 遠位呈示 / 心理物理計測 / 体内伝搬解析 / オーディオ・インターフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨伝導で呈示された 20 kHz 以上の高周波音（骨導超音波）であれば，一部の最重度難聴者にも知覚される．また，この骨導超音波は上肢や体幹部などの，頭部から離れた部位（遠位）に呈示した場合でも知覚可能である．この”遠位呈示”を利用することで，着け心地が良く音漏れの無い新型デバイスの開発が可能になるが，遠位呈示された骨導超音波の知覚メカニズムには不明な点が多く残る．本提案課題では，ヒトを対象とした心理計測と生体振動計測，およびコンピュータ・シミュレーションによって，遠位呈示された骨導超音波の知覚特性と伝搬メカニズムの解明に取り組み，補聴器や新型オーディオ・デバイスへの応用の可能性を明らかにする．2021年度は以下のような研究に取り組んだ．
(1)遠位呈示した骨導伝導音に対する音像定位特性を調べた．両側の側頭部（乳様突起），頚部（胸鎖乳突筋），鎖骨に呈示した骨伝導刺激に時間差および強度差を与え，左右側の弁別閾を調べた．その結果，気導音に比較して弁別閾が上昇する傾向が認められるものの，遠位呈示骨伝導においてもITD，IID を手がかりとした音像定位が可能であることが示された．
(2)ヒトの頭部や上肢の表面における振動計測の結果から，遠位呈示骨導超音波の伝搬特性の解明に取り組んだ．その結果，体内伝搬に伴う距離減衰が認められるものの，その減衰量は可聴帯域の骨伝導音より遥かに小さいことがわかった．また，音声情報を重畳させるための変調方式を検討し，DSB-TC方式が最も明瞭性が高くなるものの，Transposed方式は音質面で有利であることを見出した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナウイルス感染拡大の影響を受けて，参画予定であった外国人研究者が来日できない，外部被験者が利用できない等の問題が生じたものの，研究室内のメンバーが補うことで．およそ当初計画の通りに研究を遂行することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，遠位呈示骨導超音波による音声伝達特性の詳細な評価と，これまでの研究成果を活かした新型インターフェースの設計に取り組む．骨導超音波に用いる振幅変調方式を詳細な検討を加え，振幅変調方式ごとの基礎知覚特性や音響特徴量ごとの伝達特性を調べる． さらに，上記の各検証から得られた知見を利用して，重度難聴者のための新型補聴器（骨導超音波補聴器）の改良や，使用者だけに選択的に音声情報を呈示可能なオーディオ・デバイスの開発に必要な知見の獲得を試みる．
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| Causes of Carryover |
コロナウイルスの影響により雇用を計画していた外国人研究者が来日できなかったために，当該研究者の雇用経費に残額が生じた．来年度に繰り越すことで，あらためて当該研究員を雇用し，より高度な研究成果の創出を図る．
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