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2021 年度 実績報告書

演奏技能の計測・評価・伝達パイプラインの開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K21835
研究機関上智大学

研究代表者

古屋 晋一  上智大学, 上智大学, 准教授 (20509690)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワードセンシング / 巧緻性 / 機械学習
研究実績の概要

本研究は,身体運動情報センシング技術を活用し,熟練ピアニストの超絶技巧の計測・評価・伝達システムの開発に取り組んだ.
88個の鍵盤の位置情報を1kHzの時間分解能で計測可能な独自センサーを開発し,ピアニスト40名ほどに指同士の独立運動制御が必要となる複雑な演奏課題を高速度で行ってもらい,その際に得られた打鍵情報から,打鍵や離鍵のタイミングや速度といった時空間的特徴を抽出した.それらの特徴量を用いてPenalized Regressionモデルを用いた機械学習計算を行った結果,パフォーマンス(速度,正確性)の個人差を説明する少数のタッチ特徴量が同定された(Oku and Furuya. under review).
また,これらのタッチの波形や特徴量を精緻に可視化可能なバイオフィードバックトレーニングシステムを開発し,国際コンクール受賞歴を有するピアニストのタッチを模する練習課題を,音楽大学ピアノ専攻学生らが行う実験を実施した.30名のピアニストを訓練群と対照群に分けて介入実験を行った結果,タッチの可視化を伴うバイオフィードバックトレーニングによる有意な技能熟達効果が認められた(Oku et al. in preparation).
また,タッチ情報だけではなく,手指の3次元姿勢情報を計測・評価するため,独自の薄型データグローブを開発した他,カメラ画像から得られた手指の姿勢を深層学習モデルを用いて推定・可視化するシステムを開発し,演奏技能の熟達に有効な可視化手法を,ピアニストを対象とした官能評価実験を通して検証した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Noncontact and high-precision sensing system for piano keys identified fingerprints of virtuosity2022

    • 著者名/発表者名
      Oku Takanori、Furuya Shinichi
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.02.17.480858

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Somatosensory communication between the brain, body, and tool in pianists across the lifespan2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Furuya
    • 学会等名
      Nerosciences and Music VII
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution sensing of the piano key motions for characterizing motor virtuosity of expert pianists.2021

    • 著者名/発表者名
      Takanori Oku, Shinichi Furuya
    • 学会等名
      CHI 2021 Human Augmentation for Skill Acquisition and Skill Transfer (HAA2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工知能技術を用いた演奏家の技能や疾患の理解の深化2021

    • 著者名/発表者名
      古屋晋一
    • 学会等名
      生理研研究会“人工知能技術と科学の協調と展開”
    • 招待講演
  • [学会発表] Individuality of musical expertise and brain2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Furuya
    • 学会等名
      Fujihara Seminar
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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