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2009 年度 実績報告書

聴覚障害が引き起こす音声の不明瞭要因の解析と対話型発話訓練ロボットの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21500517
研究機関香川大学

研究代表者

澤田 秀之  香川大学, 工学部, 教授 (00308206)

キーワード発話訓練 / 発話ロボット / 聴覚障碍者 / 支援技術 / 音声 / 自己組織化ニューラルネットワーク / 聴覚フィードバック / 構音障碍
研究概要

発話動作をおこなう器官をエアポンプ、人工声帯、声道共鳴部、鼻腔部など、全て機械系によって構成した、ポータブルな発話ロボットの構築を進めた。また計算機による聴覚フィードバック制御によって、ロボットが自律的に発話動作を獲得し、任意の音声を生成することができる学習機構の実装をおこなった。発話ロボットは、声道部の断面形状を9個のモータにより変形させ、任意の共鳴特性を付加することによって音声を生成する。声道物理モデルの制御パラメータと、生成される音響パラメータとの対応付けを、聴覚フィードバックによる自律学習によって適応的に獲得させることにより、人間と同様な発話動作を再現することを可能とした。
ロボット声道部のモータ制御量と音響特徴パラメータを、柔軟かつ適応的に対応付け可能な、自己組織化ニューラルネットワーク(SONN)を提案した。自己組織化マップ(SOM)とNNの可塑性により、未学習の音響パターンに対しても、学習パターン対から獲得される入出力関係が反映された、モータ制御パラメータ値が得られることを示した。つまり、音響間の類似度がマップ上の距離情報として保持された、音素マップが自己組織的に作られることが実証できた。これにより、マップ上で同じ母音どうしが近接に纏まってクラスタを作り、また聴覚障碍者の不明瞭音声は、健聴者音声クラスタ域から外れて配置されることを確認した。不明瞭音声と、明瞭音声クラスタとの距離を元に「明瞭度尺度」を定義し、ロボットの発話動作との違いを示すことによって発話訓練をおこなうシナリオを構築した。次年度は、聴覚障碍者の協力を得て、ロボットとの対話による発話訓練実験をおこない、システムの有効性を確認していく。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Talking Robot and the Adaptive Learning of Speech Articulation Using 3D SOM2009

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Kitani, Tatsuya Hara, Hideyuki Sawada
    • 雑誌名

      IEEE International Symposium on Biomedical Engineering (IEEE ISBME2009) (CD-ROM proceedings)

      ページ: WM1-1 #1042

    • 査読あり
  • [学会発表] ロボットパフォーマンス「発話ロボット」2010

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      科学技術振興機構「科学と芸術の集い」ロボットアーティスト大集合
    • 発表場所
      サンポートホール高松 大ホール(香川)
    • 年月日
      2010-02-21
  • [学会発表] 音響信号と画像信号の統合処理による特定音響の能動的センシング2009

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第10回システムインテグレーション部門講演会(SI2009)
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス(東京都)
    • 年月日
      20091224-20091226
  • [学会発表] Adaptive Learning of the Speech Articulation of a Talking Robot Using 3D SOM2009

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      電気関係学会 四国支部大会 講演論文集
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] Invited Talk A Talking Robot and the Interactive Speech Training for Hearing-Impaired2009

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      General Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      Hilton Portland & Executive Tower, Oregon, USA
    • 年月日
      2009-05-18
  • [図書] 「ロボット情報学ハンドブック」, ISBN:978-4764955073(松原仁, 松野文俊, 稲見昌彦, 野田五十樹, 大須賀公一, 編集)2010

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 総ページ数
      943
    • 出版者
      ナノオプトニクスエナジー
  • [備考]

    • URL

      http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~sawada/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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