子音を含む音声を生成する声道模型と音響教育への応用

• 研究課題/領域番号: 15K00930
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 科学教育
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 荒井 隆行 上智大学, 理工学部, 教授 (80266072)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 自然科学教育 / 音響教育教材開発 / 音声生成 / 声道模型 / 可視化・可聴化 / 母音・子音 / 科学教育 / 音響教育 / 可視化 / 子音 / 母音 / 成人・子ども

研究成果の概要

音声の生成機構等を直感的に分かりやすく理解するため、子音と母音に関する模型を中心に教材・教育プログラムを開発した。子音は、鼻音・接近音・はじき音・破裂音・摩擦音を対象に模型の開発・評価を行った。母音は、日本語（音源も工夫し国内科学館にて企画展示）、エストニア語（海外博物館にて常設展示）に引き続き、ニーズの高い英語も対象とした。複数の子音を出すことが可能な屈曲式一体型模型については、毎年、改良を重ねた。見た目がより人間の解剖図に近いタイプでは、母音の声道形状を抽象化して静的モデルを開発し高評価を得た。千葉・梶山の測定に基づく屈曲式模型も製作。スライド式声道模型の普及のため、さらなる改良も重ねた。

研究成果

• [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology/Manhattan School of Music/University of Texas(米国)
• [国際共同研究] University of Alberta(カナダ)
• [国際共同研究] University of Sheffield(英国)
• [国際共同研究] Technical University of Dresden/University of Mannheim(ドイツ)
• [国際共同研究] KTH Royal Inst. of Tech. in Stockholm/Lund University(スウェーデン)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology/Eastern New Mexico University(米国)
• [国際共同研究] Estonian National Museum(エストニア)
• [国際共同研究] Zurich大学(スイス)
• [国際共同研究] Haendel-Haus(ドイツ)
• [国際共同研究] Estonian National Museum(エストニア)
• [国際共同研究] Texas大学(米国)
• [雑誌論文] 講演3 千葉勉が遺したもの (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 雑誌名: 音声研究 巻: 20 号: 3 ページ: 117-120
  • DOI: 10.24467/onseikenkyu.20.3_117
  • NAID: 130005708188
  • ISSN: 1342-8675, 2189-5961
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Vocal-tract models and their applications in education for intuitive understanding of speech production (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 雑誌名: Acoustical Science and Technology 巻: 37 号: 4 ページ: 148-156
  • DOI: 10.1250/ast.37.148
  • NAID: 130005161357
  • ISSN: 0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Virtual lung model for education in phonetics and speech science (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 雑誌名: Acoustical Science and Technology 巻: 37 号: 4 ページ: 173-174
  • DOI: 10.1250/ast.37.173
  • NAID: 130005161350
  • ISSN: 0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Projection mapping of articulation for education in phonetic science (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Arai and R. Uchida
  • 雑誌名: Acoustical Science and Technology 巻: 37 号: 4 ページ: 175-177
  • DOI: 10.1250/ast.37.175
  • NAID: 130005161352
  • ISSN: 0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exhibition at `Summer-Holiday Science Square' hosted by the National Museum of Nature and Science (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Amino, T. Arai, F. Satoh, K. Nakamura, A. Nishimura and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Acoustical Science and Technology 巻: 37 号: 4 ページ: 178-180
  • DOI: 10.1250/ast.37.178
  • NAID: 130005161354
  • ISSN: 0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] History and activities of the Research Committee on Education in Acoustics in ASJ (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Satoh, T. Araia and A. Nishimura
  • 雑誌名: Acoustical Science and Technology 巻: 37 号: 4 ページ: 143-147
  • DOI: 10.1250/ast.37.143
  • NAID: 130005161356
  • ISSN: 0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] サウンドスペクトログラフ (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 雑誌名: 日本音響学会誌 巻: Vol. 72, No.9 ページ: 570-571
  • NAID: 130007355484
• [雑誌論文] Vocal-tract models old and new: From Chiba to Arai (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 雑誌名: 上智大学言語学会会報 巻: 30 ページ: 16-22
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] 母音を作ろう！アクティビティー・キット（音響教育デモンストレーション賞） (2018)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本音響学会春季研究発表会
• [学会発表] 博物館・科学館における「声」に関する展示の実例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本音響学会 春季研究発表会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 音声コミュニケーションにおけるSpeech Chainを考える (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒井 隆行
  • 学会等名: 音学シンポジウム2017（第115回 音楽情報科学研究会）
  • 招待講演
• [学会発表] Integrated mechanical model of [r]-[l] and [b]-[m]-[w] producing consonant cluster [br] (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: INTERSPEECH
  • 国際学会
• [学会発表] Vocal-tract Model with Static Articulators: Lips, Teeth, Tongue, and More（Best Show & Tell Paper賞） (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: INTERSPEECH
  • 国際学会
• [学会発表] Chiba and Kajiyama measured 3D configurations of the human vocal tract and made physical models based on the measurements (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: International Workshop on the History of Speech Communication Research
  • 国際学会
• [学会発表] 音や声に関する工作を介した学びを考える (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本音響学会秋季研究発表会
  • 招待講演
• [学会発表] 小中学生のための音響教材と音響教材コンテスト開催案 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村明, 荒井隆行, 佐藤史明, 横山栄
  • 学会等名: 日本音響学会秋季研究発表会
  • 招待講演
• [学会発表] 英語教育のための学際的アプローチによる音声研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本英語学会
  • 招待講演
• [学会発表] 子どもの『聞く』と『しゃべる』の話題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本音響学会北陸支部主催シンポジウム「保育と音環境」
  • 招待講演
• [学会発表] Tools for education in acoustics and phonetics (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: 5th Joint Meeting: Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
  • 発表場所: Hawaii（アメリカ）
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Activities of the research committee on education in acoustics in ASJ for children (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Satoh, T. Arai and Akira Nishimura
  • 学会等名: 5th Joint Meeting: Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
  • 発表場所: Hawaii（アメリカ）
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Goodness evaluation by L1 Spanish speakers of various allophones, made by human and by vocal tract models, of the Spanish phonemes /l/ and /r/ (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura and T. Arai
  • 学会等名: 5th Joint Meeting: Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
  • 発表場所: Hawaii（アメリカ）
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 千葉勉が遺したもの (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本音声学会 90周年記念シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都）
  • 年月日: 2016-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] 形状の差異が円筒管接続式声道模型の音響特性に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田美帆，荒井隆行
  • 学会等名: 日本音響学会 秋季研究発表会
  • 発表場所: 富山大学（富山県）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Mechanical Production of [b], [m] and [w] using controlled labial and velopharyngeal gestures (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: INTERSPEECH
  • 発表場所: San Francisco（アメリカ）
  • 年月日: 2016-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] 科学館・博物館における展示を目的とした声道模型の工夫 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行
  • 学会等名: 日本音響学会春季研究発表会
  • 発表場所: 桐蔭横浜大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] エストニア語の母音を声道模型から生成する試み (2015)
  • 著者名/発表者名: 荒井隆行, 木村琢也, 内田玲
  • 学会等名: 日本音響学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 会津大学（福島県・会津若松市）
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Two extensions of Umeda and Teranishi's physical models of the human vocal tract (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: INTERSPEECH
  • 発表場所: Dresden（ドイツ）
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] Hands-on tool producing front vowels for phonetic education: Aiming for pronunciation training with tactile sensation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: INTERSPEECH
  • 発表場所: Dresden（ドイツ）
  • 年月日: 2015-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Physical models of the vocal tract sound different with the same shape but different temporal characteristics and vice versa (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: International Congress of Phonetic Sciences
  • 発表場所: Glasgow（英国）
  • 年月日: 2015-08-13
  • 国際学会
• [学会発表] Vocal-tract models old and new: From Chiba to Arai (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Arai
  • 学会等名: 上智大学言語学会第30回大会
  • 発表場所: 上智大学（東京都・千代田区）
  • 年月日: 2015-07-18
• [図書] 言語聴覚士テキスト 第３版 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大森孝一、永井知代子、深浦順一、渡邉修 編 ／ 荒井隆行、他40名 著
  • 総ページ数: 456
  • 出版者: 医師薬出版株式会社
  • ISBN: 4263265602
• [図書] 音響キーワードブック (2016)
  • 著者名/発表者名: 日本音響学会編・荒井隆行
  • 総ページ数: 482
  • 出版者: コロナ社
• [備考] Acoustic-Phonetics Demonstrations (APD)のページ（日本語）
  • URL: http://www.splab.net/APD/index-j.html
• [備考] Acoustic-Phonetics Demonstrations (APD)のページ（英語）
  • URL: http://www.splab.net/APD/
• [備考] Acoustic-Phonetics Demonstrationsのページ（日本語）：
  • URL: http://www.splab.net/APD/index-j.html
• [備考] Acoustic-Phonetics Demonstrationsのページ（英語）：
  • URL: http://www.splab.net/APD/index-e.html