| 研究課題/領域番号 |
22K02912
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09070:教育工学関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
森 幹男 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (70313731)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 口笛 / 声道 / 共振周波数 / MRI |
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| 研究開始時の研究の概要 |
口笛の発音原理の解明が口笛音楽教室の指導者・生徒双方から期待されている。そこでこれまでに，声道模型を用いた物理実験により口笛の基本周波数が声道の共振周波数に対応していることを明らかにした。本研究では，口笛吹鳴時のMRI（Magnetic Resonance Imaging）撮影を複数回行うことによって音高変化に伴う声道形状の変化を明らかにする。また，口笛を吹ける人と吹けない人の声道形状違いを解明する。そして，遺伝的アルゴリズムや機械学習の手法によって声道模型を最適化し，理想的な声道形状を求め，音量や音域について最適化された口笛吹鳴法を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
高齢化社会における生涯教育・健康法として，「誰もが持っている楽器」口笛の活用が期待できるが，口笛の教則本などには口笛の吹き方についての論理的で明解な記述は少なく，口笛音楽教室においても経験に基づく指導が試行錯誤で行われている。このことから，口笛の発音原理の解明が口笛音楽教室の指導者・生徒双方から期待されている。そこで本研究では，プロ口笛奏者に対して口笛吹鳴時のMRI（Magnetic Resonance Imaging）撮影を複数回行うことによって音高変化に伴う声道形状の変化を明らかにする。また，口笛を吹けない人に対しても口笛吹鳴時のMRI撮影を行うことによって口笛を吹ける人と吹けない人の声道形状の違いを解明する。これらのことにより，誰もが口笛を吹けるようになることが期待できる。
１．プロ口笛奏者1名と口笛吹鳴出来ない声楽家1名の計2名に対して行ったMRI撮影データを基に声道模型を構成し，計測を行った。
２．重音が発生する5種類のプレート構成の口笛声道模型を用いて同一の声道形状で発生する2音の基本周波数と口唇部における流速との関係を実験的に調べた結果，口笛声道模型における重音の発生条件が明らかとなり，口笛アンサンブルにおいて必要性が指摘されている500 Hz以下の低音を含む重音奏法の実現可能性が示唆される結果が得られた。
３．のべ8名の被験者に対し2種類の流量計を用いて口笛吹鳴時の呼気量の計測を行い，口笛声道模型に流入する圧縮空気の流量の妥当性を確認した。
４．成人男性5名に対し，電気インピーダンスの変化を利用して非侵襲的に声帯接触面積の変化を計測する電気喉頭図を用いて口笛吹鳴時における声帯振動の計測を行い，これまで声帯振動を伴わないと考えられていた口笛で，低音域から中音域において発生音と同じ周波数の声帯振動を確認できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和5年度の目標は，下記2点であった。
（１）口笛吹鳴時の声道の3Dデータの作成
（２）口笛声道模型の作成
（１）については予定通り，2名に対し複数回行ったMRI撮影データから口笛吹鳴時の声道の3Dデータを作成した。そして，一部については3Dプリンタによる声道の3D造形も行った。（２）については予定通り，音高変化を考慮した口笛声道模型を作成してコンプレッサで模型に圧縮空気を流入し，発生する口笛音の基本周波数を測定して，計算で求めた理論値と比較した。
上記の通り，実験はほぼ順調で，達成度としてはおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和6年度は，令和5年度に得られた結果を基にして，予定通り下記のことに取り組む。
（１）口笛声道模型の改良
（２）最適化された口笛吹鳴法の解明
（１）については予定通り，MRIデータから得られた3Dデータに基づいた口笛声道模型と最適化された口笛声道模型を作製し，物理実験・理論的解析を行う。（２）についても予定通り，任意の直径の穴を空けた独自の厚さ5 mmのプレートを作製し，口笛吹鳴時の音量・音域に対して最適化した声道形状に可能な限り忠実な口笛声道模型を実現する。
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