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バイオリン演奏ロボットにおける演奏フィードバックシステムの構築と評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K12131
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62040:エンタテインメントおよびゲーム情報学関連
研究機関龍谷大学

研究代表者

渋谷 恒司  龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (20287973)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードバイオリン演奏 / 演奏フィードバック / ヒューマノイドロボット / 強化学習 / ロボット / ヒューマン・ロボット・インタラクション / 楽器演奏ロボット
研究開始時の研究の概要

本研究では,楽譜からバイオリン演奏動作を自動的に生成するシステムの構築を通して,ロボットの表現手法を確立することを最終目的としている.本申請課題では,「短い楽曲を対象として,バイオリン演奏ロボットによる演奏音を,より適切な演奏に近づけるフィードバックシステムを構築すること」を目指す.このシステムは練習で演奏を構築していく過程と考えることができる.本研究のフィードバックシステムは,音だけではなくロボットの動作も考慮する必要があり,複雑である.本研究は,よりよいヒューマン・ロボット・インタラクションの実現に貢献できる.

研究成果の概要

本研究では,バイオリン演奏ロボットの演奏フィードバックシステムの構築を行った.具体的には,まずソフトロボットのアイディアを用いた機構で弓圧調節可能な右ハンドを製作した.次に,それを用いて,演奏後に徐々に弓圧を調節する,弓圧フィードバックシステムを構築した.実験の結果,本システムを用いることで音圧のばらつきが減少し,ほぼ一定の音圧で演奏することを確認した.また,強化学習を用いて,楽譜から簡単な楽曲の2小節分の弓の動きを決定するシステムを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果により,人間とロボットとのコミュニケーション研究へ一定の貢献ができたと考えている.特に,演奏パラメータを評価して,次の演奏へ生かすアルゴリズムは,他の作業でも応用ができると考えられる.また,開発した右ハンドは,いわゆるソフトロボットの考え方を応用しており,この分野にも貢献できたものと考えている.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 強化学習によるバイオリン演奏ロボットの動作生成2022

    • 著者名/発表者名
      西村郁哉,福原裕志,渋谷恒司
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 40 号: 10 ページ: 924-927

    • DOI

      10.7210/jrsj.40.924

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 強化学習を用いたバイオリン演奏ロボットの動作決定 ―学習パラメータの学習成功率のへの影響―2023

    • 著者名/発表者名
      堀米賢蔵,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボットの開発 ―フィンガリング用ワイヤ駆動方式指モデルの改良―2023

    • 著者名/発表者名
      園偉彩也,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボットの開発 -右ハンドによる弓圧制御システムの開発-2022

    • 著者名/発表者名
      西田大輝,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボットの開発 -フィンガリング用ワイヤ駆動方式1指モデルの製作-2022

    • 著者名/発表者名
      園偉彩也,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 強化学習によるバイオリン演奏ロボットの動作生成 ~報酬の影響と小節数の拡張~2022

    • 著者名/発表者名
      西村郁哉,堀米賢蔵,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022(Robomech2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボットの開発 ―右ハンドによる弓圧制御システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      西田大輝,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022(Robomech2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Violinist Robot’s Right Hand for Bow Hold with Inflatable Soft Mechanism2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Shibuya, and Daiki Nishida
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Ubiquitous Robots (UR 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強化学習によるバイオリン演奏ロボットの動作生成 ~割引率と探索率の弓運動への影響~2021

    • 著者名/発表者名
      西村郁哉,福原裕志,渋谷恒司
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボットの開発―演奏音の再現性向上 を目指した右ハンド開発-2021

    • 著者名/発表者名
      西田大輝,渋谷恒司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2021(Robomech2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボット左ハンドの性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      渋谷恒司,福住光梨,西田大輝
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2021(Robomech2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボットの開発-演奏音の再現性向上を目指した右ハンド開発-2021

    • 著者名/発表者名
      西田大輝,渋谷恒司
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2021 in Osaka
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオリン演奏ロボット左ハンドの性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      渋谷恒司,福住光梨,西田大輝
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2021 in Osaka
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Bright and Dark Timbre Expressions with Sound Pressure and Tempo Variations by Violin-playing Robot2020

    • 著者名/発表者名
      Koji Shibuya, Kento Kosuga, and Hiroshi Fukuhara
    • 学会等名
      29th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO MAN, 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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