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博物館・科学館や教育機関等との連携を視野に入れた声道模型を中心とする教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K02988
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
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) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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 / 博物館・科学館 / 科学教育 / 音響教育
研究成果の概要

人間の音声生成をわかりやすく説明する物理模型の開発を主軸に、機構解明という科学的側面から、博物館・科学館や教育現場への応用までを実施した。筒形声道模型を小型化し、軟らかい舌や唇を伴い下顎が動く解剖型模型、衛生的で安定的に音が出る空気ポンプ式の音源等を開発。スライド式声道模型や音源の材料に関して、オンライン授業用に入手しやすいものを検討した。声道模型は、大学での講義(専門教育)はもちろん、国立科学博物館のサイエンススクエアや、学会の教育講演やワークショップ等でも活用されている。また、今まで開発してきた様々な模型と教材等を整理して教育プログラムを体系化し、一部は教科書の1章分としても刊行された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

音声生成機構の解明は音声科学や調音音声学の立場からも重要で、音声教育、言語治療等にも応用されるため意義も大きい。成果は常に講演等にも反映され、国際音声コミュニケーション学会のDistinguished Lecturerとして海外6大学等の他、国際会議や国内学会の招待講演等でも声道模型を用い講演した。国内外の博物館や教育機関と連携して模型を展示・活用していただき、音響音声学デモンストレーションのサイトからは声道模型の3Dプリンタ用ファイルに加え、動画の英語版も公開した。その他、成果はNHK Eテレ「えいごであそぼ with Orton」の実験監修にも活かされており、NHK総合でも紹介された。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (15件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Jeonju University(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Vocal Studio(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Technische Universitaet Dresden(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] The Regional Science Centre, Guwahati/Indian Institute of Technology Guwahati(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] The Regional Centre, Guwahati/Indian Institute of Technology Guwahati(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Mannheim(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Groningen(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University California, Berkeley/University California, Santa Barbara/University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KTH Royal Institute of Technology(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Queen's University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Mannheim University/Haendel-Haus(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Estonia国立博物館(エストニア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Palais de la Decouverte(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Satya Wacana Christian University/Maranatha Christian University/Bandung Institute of Technology(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Korean and Japanese listeners' perception of /ma/ produced by a mechanical vocal-tract model2020

    • 著者名/発表者名
      J. Yun, J. W. S. Wong, J. Moore, J. Iwakami, C. T. J. Hui, J. Gao, and T. Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 41 号: 4 ページ: 697-700

    • DOI

      10.1250/ast.41.697

    • NAID

      130007868042

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How physical models of the human vocal tract contribute to the field of speech communication2020

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 41 号: 1 ページ: 90-93

    • DOI

      10.1250/ast.41.90

    • NAID

      130007782620

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flexible tongue housed in a static model of the vocal tract with jaws, lips and teeth2018

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 雑誌名

      Proc. INTERSPEECH

      巻: - ページ: 171-172

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intuitive education in acoustic phonetics and speech science2018

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 雑誌名

      Proc. International Symposium on Applied Phonetics (ISAPh)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.21437/isaph.2018-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 音声に関わる音響学のオンライン授業のために2021

    • 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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 言語聴覚士と音響学の関係を考える2021

    • 著者名/発表者名
      竹内京子, 青木直史, 荒井隆行, 鈴木恵子, 世木秀明, 秦若菜, 安啓一
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 聴力検査を学ぶための音響学2021

    • 著者名/発表者名
      竹内京子, 青木直史, 荒井隆行, 鈴木恵子, 世木秀明, 秦若菜, 安啓一
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Two different mechanisms of movable mandible for vocal-tract model with flexible tongue2020

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      INTERSPEECH
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acoustic-phonetics demonstrations for classroom teaching2020

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      Meeting of the Acoustical Society of America
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] リード式人工声帯の空力音響シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      吉永司, Rafia Inaam, 荒井隆行, 横山博史, 飯田明由
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 言語聴覚士養成校の音響学教育を考える2020

    • 著者名/発表者名
      竹内京子, 青木直史, 荒井隆行, 鈴木恵子, 世木秀明, 安啓一
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 緊急事態宣言下の言語聴覚士養成校の音響学の授業2020

    • 著者名/発表者名
      竹内京子, 青木直史, 荒井隆行, 鈴木恵子, 世木秀明, 安啓一
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人工声帯の流体-構造-音響連成シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      吉永司, Rafia Inaam, 荒井隆行, 横山博史, 飯田明由
    • 学会等名
      数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparison between halfway realistic-looking physical models of human vocal tract2019

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      International Congress of Phonetic Sciences
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sound sources used in speech production research with physical models of the human vocal tract2019

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      International Workshop on the History of Speech Communication Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two applications of movable mandible for physical models of the human vocal tract2019

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      Meeting of the Acoustical Society of America
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] (教育講演)音響音声学の基礎2019

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行
    • 学会等名
      日本音声言語医学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 音と声をテーマにしたオープンラボ2019

    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟らかい舌を用いた声道模型の下顎を開閉できるように設計したときの工夫2019

    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] バーコードリーダーによる母音スペクトログラムのパターン・プレイバック2019

    • 著者名/発表者名
      安啓一, 荒井隆行
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 側音化構音を検出する試み:指向性を考慮した仕切りを利用して2019

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行, 木原ひとみ
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Intuitive education in acoustic phonetics and speech science2018

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Phonetics (ISAPh)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How physical models of the human vocal tract contribute to the field of speech communication2018

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      Seminar on Brain, Hearing and Speech Sciences for Universal Speech Communication
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sliding two-tube model for vowel production2018

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] えいごであそぼ with Orton えいごの音だせるかな? こうさくブック2020

    • 著者名/発表者名
      NHKエデュケーショナル、荒井 隆行
    • 総ページ数
      52
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065206645
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 生き物と音の事典2019

    • 著者名/発表者名
      生物音響学会,荒井隆行(分担執筆)
    • 総ページ数
      464
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254171679
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] The Routledge Handbook of Phonetics2019

    • 著者名/発表者名
      W. F. Katz, P. F. Assmann, T. Arai, et al.
    • 総ページ数
      648
    • 出版者
      Routledge
    • ISBN
      9781138648333
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Acoustic-Phonetics Demonstrationsのページ(日本語):

    • URL

      http://www.splab.net/APD/index-j.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] Acoustic-Phonetics Demonstrationsのページ(英語):

    • URL

      http://www.splab.net/APD/index-e.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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