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音声科学における教材を目的とした人間の音声生成機構を模擬する声道模型の開発と改善

研究課題

研究課題/領域番号 17500603
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
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) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード科学教育 / 音声科学 / 可視化 / 声道模型 / 音響教育 / 音声生成 / 母音
研究概要

本研究のテーマは、音声の生成機構を模擬した教材と教育プログラムを開発することを目的として物理的な声道モデルを実現するものであることから、まずMITにて収集済みの調音データを基に分析を行った。そして新たな声道模型として舌の動きを操作できる頭部形状型の声道模型を設計・開発した。また、人間の発声の基本となる呼吸を模擬する肺の模型に関しても、従来型のものに加えて、より人間の骨格に近いモデルを製作した。新たな声道模型としてアクリルパイプ中に狭窄をスライドさせる簡易声道模型と口唇模型、リード式音源などを設計・開発・試作した。また、国内外の研究者・教育関係者と情報交換を重ね、その利用法なども検討した。
他機関との連携を図るため、静岡科学館や浜松科学館を訪問し、声道模型や他の音響に関する展示を調査した。それに加えて、国立科学博物館ならびに科学技術館などでも、現場の方々から博物館における科学教育の現状を聞き取り調査した。さらに、日本音響学会と共催で国立科学博物館において小中学生対象の科学教室を実施した。また、高校の先生方を中心に組織する物理サークルを訪問し、高校における物理教育、特に音に関する教育上の工夫や、教材、デモの数々を見せていただいた。
本研究で開発を進めた「声道模型」は、様々な教育の場で積極的に活用している。大学院の「音声・音響・聴覚情報処理」や、高校生向けの体験授業、また日本音響学会主催のサマーセミナーでの「音声の基礎」などの講義において、声道模型を使った解説やデモをふんだんに取り入れた他、NHKの子供向け番組でも発声のしくみの説明に声道模型が使われた。また、サマーセミナーでは、参加者有志(大学生・一般)と簡易声道模型の工作も行った。日米音響学会ジョイントミーティングでは、音響教育分野のプログラム委員として貢献する傍ら、声道模型教材のデモや科学教室の報告を中心に成果を発表した。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (35件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Education system in acoustics of speech production using physical models of the human vocal tract2007

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology 28巻・3号

      ページ: 190-201

    • NAID

      110006277199

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 声道模型を用いた音響教育 -音声生成のしくみ-2007

    • 著者名/発表者名
      荒井 隆行
    • 雑誌名

      ソフィア 55巻・2号(印刷中)

    • NAID

      120005884505

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Education system in acoustics of speech production using physical models of the human vocal tract,2007

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology Vol.28, No.3

      ページ: 190-201

    • NAID

      110006277199

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Education in Acoustics using vocal-tract models : Mechanism of speech production,2007

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Sophia Vol.55, No.2(in press)

    • NAID

      40015516758

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Lung model and head-shaped model with visible vocal tract as educational tools in acoustics2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology 27巻・2号

      ページ: 111-113

    • NAID

      10018037676

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cue parsing between nasality and breathiness in speech perception2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology 27巻・5号

      ページ: 298-301

    • NAID

      110004781833

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Demonstrations for education in acoustics in Japan (Invited Review)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai, F.Satoh, K.Ueno, K.Yoshihisa
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology 27巻・6号

      ページ: 344-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sliding three-tube model as a simple educational tool for vowel production2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology 27巻・6号

      ページ: 384-388

    • NAID

      110004836514

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Digital pattern playback : Converting spectrograms to sound for educational purposes2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai, K.Yasu, T.Goto
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology 27巻・6号

      ページ: 393-395

    • NAID

      110004836516

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Acoustic demonstrations for education in speech science (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am. 120巻・5号 Pt. 2

      ページ: 3072-3072

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exciting demonstration in acoustics by high-school teachers' group : "Stray cats" (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ueno, T.Arai, F.Satoh, A.Nishimura, K.Yoshihisa
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am. 120巻・5号 Pt. 2

      ページ: 3116-3116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Let children experience speech science (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am. 120巻・5号 Pt. 2

      ページ: 3117-3117

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Lung model and head-shaped model with visible vocal tract as educational tools in acoustics,2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology Vol.27, No.2

      ページ: 111-113

    • NAID

      10018037676

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cue parsing between nasality and breathiness in speech perception,2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology Vol.27, No.5

      ページ: 298-301

    • NAID

      110004781833

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Demonstrations for education in acoustics in Japan, (Invited Review)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai, F.Satoh, K.Ueno, K.Yoshihisa
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology Vol.27, No.6

      ページ: 344-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sliding three-tube model as a simple educational tool for vowel production,2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology Vol.27, No.6

      ページ: 384-388

    • NAID

      110004836514

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Digital pattern playback : Converting spectrograms to sound for educational purposes,2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai, K.Yasu, T.Goto
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology Vol.27, No.6

      ページ: 393-395

    • NAID

      110004836516

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Acoustic demonstrations for education in speech science, (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J.Acoust.Soc.Am. Vol.120, No.5, Pt.2

      ページ: 3072-3072

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exciting demonstration in acoustics by high-school teachers' group : Stray Cats, (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ueno, T.Arai, F.Satoh, A.Nishimura, K.Yoshihisa
    • 雑誌名

      J.Acoust.Soc.Am. Vol.120, No.5, Pt.2

      ページ: 3116-3116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Let children experience speech science, (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J.Acoust.Soc.Am. Vol.120, No.5, Pt.2

      ページ: 3117-3117

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Acoustic demonstrations for education in speech science (Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am 120巻・5号Pt.2

      ページ: 3072-3072

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Exciting demonstration in acoustics by high-school teachers'Group : "Stray Cats"(Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ueno, T.Arai, F.Satoh, A.Nishimura, K.Yoshihisa
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am. 120巻・5号 Pt.2

      ページ: 3116-3116

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Let children experience speech science(Invited Paper)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am. 120巻・5号 Pt.2

      ページ: 3117-3117

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison tongue positions of vowels in oral and nasal contexts2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Proc. Interspeech

      ページ: 1033-1036

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Visualizing vowel-production mechanism using simple education tools2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am. 118巻・3号

      ページ: 1862-1862

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 音声信号の可視化とその音声学的価値2005

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行
    • 雑誌名

      日本音声学会全国大会予稿集

      ページ: 3-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ディジタル・パターン・プレイバック2005

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行, 安啓一, 後藤崇公
    • 雑誌名

      日本音響学会秋季研究発表会講演論文集

      ページ: 429-430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 音響と調音のインタフェース2005

    • 著者名/発表者名
      K.N.Stevens, 荒井隆行(訳)
    • 雑誌名

      日本音響学会誌 61巻・9号

      ページ: 524-531

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparing tongue positions of vowels in oral and nasal contexts,2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Proc. of the Interspeech (Lisbon)

      ページ: 1033-1036

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Visualizing vowel-production mechanism using simple education tools,2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J.Acoust.Soc.Am. Vol.118, No.3, Pt.2

      ページ: 1862-1862

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Onsei-shingou no kashi-ka to sono onsei-gaku-teki kachi,2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Proc. of the General Meeting of the Phonetic Society of Japan

      ページ: 3-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Digital pattern playback,2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai, K.Yasu, T.Goto
    • 雑誌名

      Proc.Autumn Meet.Acoust.Soc.Jpn.

      ページ: 429-430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The acoustic/articulatory interface,2005

    • 著者名/発表者名
      K.N.Stevens, translated by T.Arai
    • 雑誌名

      Journal of the Acoustical Society of Japan Vol.61, No.9

      ページ: 524-531

    • NAID

      110003143623

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparison tongue positions of vowels in oral and nasal contexts2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Proc.Interspeech

      ページ: 1033-1036

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualizing vowel-production mechanism using simple education tools2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      J.Acoust.Soc.Am. 118(3)

      ページ: 1862-1862

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 声道模型及びこれを用いた音声生成模型2006

    • 発明者名
      荒井隆行
    • 権利者名
      荒井隆行
    • 産業財産権番号
      2006-296936
    • 出願年月日
      2006-10-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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