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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

研究課題

研究課題/領域番号 18700481
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関立命館大学

研究代表者

大惠 克俊  立命館大学, 理工学部, 講師 (80388123)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2006年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード人工喉頭 / 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
研究概要

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.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      杉尾雄一
    • 雑誌名

      バイオメカニズム学会誌 31

      ページ: 214-217

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Work of PZT ceramics sounder for sound source artificial larynx2007

    • 著者名/発表者名
      Yuuichi Sugio
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6525

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      大恵克俊
    • 雑誌名

      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

      ページ: 65-65

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 人工喉頭の音源に用いる圧電スピーカに関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      杉尾雄一
    • 雑誌名

      第27回バイオメカニズム学術講演会SOBIM 2006 予稿集

      ページ: 119-122

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of the new shape PZT ceramic sounder suitable for a sound source of artificial larynx2006

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Ooe
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6416

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Development of PZT ceramics sounder for sound source of artificial larynx2007

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sugio
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 筋電位信号を用いた人工喉頭の制御に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      仲地真吾
    • 学会等名
      第28回バイオメカニズム学術講演会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2007-11-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊
    • 学会等名
      第52回日本音声言語医学会総会・学術講演会
    • 発表場所
      所沢
    • 年月日
      2007-10-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 音源に圧電発音体を用いた人工喉頭の開発2007

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊
    • 学会等名
      第22回リハ工学カンファレンス
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-08-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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