バーチャル展示ブース（テクノフェア2025） ～福井大学 先端マテリアル創造ものづくり研究室

音楽における人とロボットの共生技術

打楽器演奏システム（Interactive Robotic Percussion Systems: IROPS）は、打楽器演奏ロボットと演奏支援装置で構成されています。スティックやマレットを振り動かし、打つことで、ドラムやラテン系パーカッション、マリンバなど各種打楽器を演奏します。音楽性を損なわないデジタルからアナログへの変換技術が最高の生演奏を実現します （特許登録第6573355号）。本物の打楽器が発する音は、電子音とは全く違い耳に優しい自然な響きです。 Bluetooth MIDI （BLE）対応ですので、スマホやタブレットなどの端末や、汎用MIDI機器とワイヤレスに接続できるので使い方は アイデア次第です。

例えば、小学校や特別支援学校では、伴奏や模範演奏に使えます。教員を補助するTeacher2として活用することで、人手不足解消の一助となります。打楽器パートの補助をさせることで、合奏 支援にもなります。

打楽器を演奏することが難しい子どもたちに対しては、個の特性に応じた演奏支援装置をセンシング技術を駆使して開発中であり、リモートで打楽器を演奏することの実現を目指します。目の動き（アイトラッカー）や指の小さな動きなどに反応する各種演奏支援装置は、障がいの有無に関わらず、打楽器演奏を楽しむ機会を提供します。打楽器演奏システムは、生きる力を育む学校教育の様々な場面での活用が期待できます。さらに、子どもから高齢者までの幅広い年代を対象に、音楽活動や生涯学習での活用が想定できます。

普段はポケットやカバンに入れて持ち歩き、置いておくだけでも違和感のないデザイン。 さらに、炭素繊維材を使った折り畳み式で迅速に収納・展開可能な専用のフレーム（超軽量）や、汎用のハンガーなどを使えば、インテリアとして吊して使用することもできます。 平常時は生活に自然に溶け込み、いざという時には命を守る情報源になります。 「備えを日常に取り込む」――そんな新しい防災ラジオのかたちを提案します。

着るだけで誰もが楽しく演奏に参加できるウェアラブル演奏技術「スマート演奏ウェア」です。研究室で取り組んできた “音楽をライフ伴奏として人に寄り添う” という理念を形にした試作品であり、幼児から高齢者に至るすべての世代を笑顔にできる工学技術として位置づけています。

この赤色の部分は１２音階のパッドを有し、３オクターブの演奏、強弱、ビブラートなどの演奏が可能です。ウエアとは脱着式で外せます。机の上で汎用MIDIキーボードとして、汎用の電子楽器、iPad、スマホなどとBluetooth MIDIで接続可能です。

着るだけで誰もが楽しく演奏に参加できるウェアラブル演奏技術「スマート演奏ウェア」です。研究室で取り組んできた “音楽をライフ伴奏として人に寄り添う” という理念を形にした試作品であり、幼児から高齢者に至るすべての世代を笑顔にできる工学技術として位置づけています。

この赤いパッドは各種の５音階のキーを有し、３オクターブの演奏が可能です。日本の伝統的な４つの５音音階（民謡、都節、律、琉球）と呂音階（いわゆるヨナ抜き音階）に対応しています。ウエアとは脱着式で外せます。机の上でMIDIキーボードとして、汎用の電子楽器、iPad、スマホなどとBluetooth MIDIで接続可能です。

着るだけで誰もが楽しく演奏に参加できるウェアラブル演奏技術「スマート演奏ウェア」です。研究室で取り組んできた “音楽をライフ伴奏として人に寄り添う” という理念を形にした試作品であり、幼児から高齢者に至るすべての世代を笑顔にできる工学技術として位置づけています。

チューブを使った軽量なウエアとして試作しています。打楽器演奏に割り当てられる４つのパッドを持っています。テキスタイルを利用していないので、アルコールで簡単に拭いて衛生的に使用できます。汎用の電子楽器、iPad、スマホなどとBluetooth MIDIで電子ドラムの演奏も楽しめます。

なぜ「ラジオ」なのか？

能登半島地震の教訓でもあったように、大規模災害では停電が同時に発生し、テレビやインターネットが使えなくなることが少なくありません。 仮にスマートフォンが動作しても、通信が輻輳してつながらない状況が繰り返し報告されてきました。令和6年能登半島地震では、地デジNHKのアナウンサーが「テレビなんか見ていないで逃げて」と叫んだ場面が話題になりました。しかし奥能登の海岸部では、その放送自体が停電で視聴できない地域があったことを、私自身の電話取材で確認しました。まさに「本当に必要な人に情報が届く」ことの重要性が浮き彫りになったのです。 こうしたときに「最後の情報の砦」として頼りになるのが、地上放送波を直接受信できるラジオ です。 特に AMラジオ は、山間部や遠隔地にも広く届き、停電や通信障害の中でも受信可能な強みを持っています。 さらに AM放送波は電池すら不要でラジオを鳴らせる ― まさに「電力に依存しない究極のインフラ」です。

持続可能な社会に貢献する「セラミックイヤホン」

体験では セラミックイヤホン を使用します。 これは電源を一切必要とせず、信号処理も行わないシンプル構造で、究極のエコデバイスです。 ・電池不要で環境負荷をかけない。 ・繰り返し使える持続可能な技術。 ・人工的な音声処理をせず、自然で耳にやさしい音を届ける。 セラミックイヤホンは、時代遅れではなく SDGsに直結する最先端の技術。 無給電ラジオや電波発電とあわせて、「未来のエネルギーと情報のあり方」を考えるきっかけとなります。

超高輝度な蓄光材を活用しています。災害時に併発する停電でも、光ってフープラの場所がわかります。地震で散乱した室内でも、フープラを発見できます。

新たに「巻き取り式無給電ラジオHOOPRA」を開発しました。
ポケットに収まるサイズでありながら、電池不要で放送波を受信できる新しい防災ラジオ技術です。

📌 特徴
・直径7cm（101g）、10cm（174g）とスマホより軽量で携帯性に優れる
・展開するとチューブ式HOOPRA直径60〜80cm級のアンテナに相当
・電池不要で停電時も利用可能
・巻き線の工夫による高感度化（特許技術 第7391301号）

📡 高感度設計と実証結果
・巻き取り式HOOPRAは、特許技術に基づく巻き線構造を採用し、小型ながら高感度な受信性能を実現。
・実際に菖蒲久喜送信所からのNHKラジオ第1放送（JOAK 594kHz）を半径80km圏で受信し、アナウンサーの声が聞き取れるレベルを確認。

🛡 災害時の「最後の砦」
災害時には以下のような状況が想定されます。

・停電（テレビは使えない）
・ネット寸断（ネットラジオは使えない）
・ネット通信の輻輳（スマホは使えない）

こうした中でも、中波（AM）放送（AMラジオ）は確実に受信でき、情報取得の「最後の砦」となります。能登半島地震をはじめとした過去の災害時の教訓です。

NHKは今後も中波（AM）放送を継続する方針です。全国放送や緊急地震速報クラスの情報なら、隣県のNHK局からの受信も可能です。地域局が被災した場合でも、広域災害下で隣県から確実に情報を得られる手段としてAMラジオは極めて有効です。

📲 外部アンテナ機能（配線不要）とスマホ連携
・巻き取り式HOOPRAは単独利用だけでなく、お持ちの電池式の汎用AMラジオ（手回し式、ソーラー式、乾電池式などすべて）の受信性を向上させる高性能外部アンテナとして機能します（配線不要）。これは、難聴地域や受信性の悪い一次避難所でのラジオの受信性を高める技術として役立ちます。
・電波は届いているのに市販ラジオでは感度不足で受信できない――そんな場面を補う心強い味方となります。リスナー側での対策・工夫でラジオの利便性が高められます。
・スマホアダプターと組み合わせてスマホで地上波のAMラジオの電波を直接受信できます（ネットラジオではありません）。

🔎 まとめ
巻き取り式無給電ラジオHOOPRAは、

・スマホより軽い携帯性
・電池不要で動作
・特許技術に基づく高感度化
・展開時は60〜80cm級アンテナに相当
・災害時でも揺るがない情報取得
・スマホとの連携が可能（専用アダプター）
・防災AMラジオの高性能外部アンテナとして活用可能（難聴地域・一次避難所対応）

を兼ね備えた、次世代の防災ラジオ技術です。

停電や通信障害下でも情報を届ける、情報弱者に情報を届ける、高齢者には厳しいスマホ操作が不要で情報を届ける「防災ラジオの新しい姿」を提示します。

柔らかいぬいぐるみ型インターフェースを活用することで、未就学児でも「叩く・振る・触る」といった自然な動作からリズムを体感できます。子どもから大人まで誰もが楽しめるユニバーサルな仕組みを実現しました。

🟡 技術背景
・特許7106091号（演奏支援システムおよび制御方法）
・特許6573355号（打楽器の自動演奏装置及び自動演奏方法）
・iPadやスマホ、MIDI楽器ともBluetooth接続で合奏可能

株式会社サンリオ様の正式なご快諾をいただき、PPIH販路限定商品「もちもちころころ」に演奏支援システムを組み込み、ぬいぐるみを使った「もちもちころころ合奏隊」です。別の展示会で、もちもちころころ合奏隊は大人気！
笑顔と歓声があふれ、幅広い世代の来場者が音楽を通じて交流しました。

🟡 成果と展望
・低レイテンシー（遅延）なリアルタイム性を実証
・ワイヤレスで大規模会場でも利用可能
・参加者と演奏家が一体となる新しい演奏スタイルを提案

本研究室は、この取り組みを「人生100年時代を見据えたライフ伴奏のための打楽器演奏システムの社会実装」の第一歩と位置づけています。未就学児のリズム教育から高齢者のリハビリ、障がい者の演奏支援まで、誰もが参加できるユニバーサルな音楽体験を創出し、QOLやウェルビーイングの向上に貢献してまいります。

やわらかいボールに演奏支援装置を組み込んでいます。キャッチボールしながら音でコミュニケーション（生演奏）が可能で、また、リズム学習に役立てられます。音楽の非言語コミュニケーションの特徴を活かした演奏支援装置の提案です。

学校の音楽室にある打楽器をクランプで固定し、自動演奏化が可能です。
本技術は特許技術になっています。演奏支援機器と組み合わせることでインクルーシブに様々な場面で活用できます。 打楽器パートの補助役として演奏に参加させることで、演奏会や発表会はよりドラマチックに、個人やグループの楽器練習、学校での音楽の授業、生涯学習などがより楽しくなります。 お気に入りのハイハット、スネア、タム、タンバリン、カウベル、ウッドブロック、スレイベルなどの打楽器に変えたり、シンバルなども追加できます。本物の打楽器の豊かな響きが楽しめます。ワイヤレスでMIDI接続（USB、BLE、レガシー対応）して、DAWソフト・アプリ、シーケンサ機器、MIDI楽器、MIDI機器、スマホ、タブレット、パソコンなどで活用できます。

キャスター付で設営や移動が簡単です。ハイハットはオープン・クローズ制御できます。お気に入りのハイハット、スネア、タム、タンバリン、カウベル、ウッドブロック、スレイベルなどの打楽器に変えたり、シンバルなども追加できます。ワイヤレスでMIDI接続（USB、BLE、レガシー対応）して、DAWソフト・アプリ、シーケンサ機器、MIDI楽器、MIDI機器、スマホ、タブレット、パソコンなどで活用できます。

本技術は特許技術になっています。演奏支援機器と組み合わせることでインクルーシブに様々な場面で活用できます。 打楽器パートの補助役として演奏に参加させることで、演奏会や発表会はよりドラマチックに、個人やグループの楽器練習、学校での音楽の授業、生涯教育などがより楽しくなります。本物の打楽器の響きで楽しめます。

着るだけで誰もが楽しく演奏に参加できるウェアラブル演奏技術「スマート演奏ウェア」です。研究室で取り組んできた “音楽をライフ伴奏として人に寄り添う” という理念を形にした試作品であり、幼児から高齢者に至るすべての世代を笑顔にできる工学技術として位置づけています。

この黒いパッドは４種類の打楽器演奏に割り当てられるパッドとなります。打楽器演奏ロボットの卓上型８号機や移動型９号機と組み合わせて使います。ウエアとは脱着式で外せます。机の上で汎用のMIDIパッドとして、汎用の電子楽器、iPad、スマホなどとBluetooth MIDIで電子ドラムの演奏も楽しめます。

打楽器演奏ロボットと演奏支援装置や演奏支援アプリによる打楽器演奏システムDXは、幼児教育、学校教育、福祉、生涯学習、または演奏家の相棒としてなど、障がいや世代を越えた音楽文化を様々な視点から革新します。各種の演奏支援手段の開発戦略は、音楽の力で、音楽的コミュニケーション能力を育むことを目指しています。一人一人が快適で活躍できる超スマート社会の多様性と包摂性に対応できるので、このプラットフォームが障がいの有無に関わらず楽しめる音楽活動の新たな扉を開きます。

１００を越える活用場面です。単なるキーワードの羅列ではなく、これら全ての項目の内容については背景を含めた活用方法とその価値が説明できます。

Bluetoothスピーカーがつなぐ、電子と生音のハーモニーです。
打楽器演奏ロボットは、スネアやウッドブロックといった本物の打楽器を実際に叩くことで、空気を振動させ、生の音を生み出します。一方でBluetoothスピーカーは、電子音源（シンセサイザーやドラムパッドなど）から出力されたデジタルサウンドを再生します。つまり、ロボットの打撃音（アコースティック音）と電子楽器の音（デジタル音）を、同じ空間の中で“共演”させるためのスピーカーです。

アカデミックな視点から分野を超えて培った知識や実績、ものづくり力を活かして世の中をより豊にするオンリーワン技術の創造から、障がいの有無にかかわらず誰もが音楽を楽しめる技術、ラジオ放送波を利用した電波発電装置や防災技術 、高分子アクチュエータに関する総合的研究と応用技術の創造を探究しています。

プロフィール PROFILE

プロフィール 更新

monozukuri.his.u-fukui.ac.jp

2020-08-10 22:30

打楽器演奏ロボットの２号機(IROPS-2)～９号機(IROPS-9)までの実機の様子です。

Interactive Robotic Percussion Systems: IROPS

スマートテキスタイルを活用した打楽器演奏システムと無給電防災ラジオ：持続可能で多様性と包摂性のある社会のために

打楽器演奏システムと無給電防災ラジオに関して、スマートテキスタイルを使うことで実現する技術を紹介します。持続可能で多様性と包摂性のある社会に資する技術になります。

・ウエアラブル技術が開く打楽器演奏システムによる新たな音楽体験
・導電性テキスタイルによる電池を使わない持続可能な防災ラジオの創造

https://doi.org/10.34463/0002000040

書誌情報：
繊維技術活性化協会機関誌 DreamaTex 巻 10, p. 8-9, 発行日 2023

音楽における人とロボットの共生技術

打楽器演奏システム（Interactive Robotic Percussion Systems: IROPS）は、打楽器演奏ロボットと演奏支援装置で構成されています。スティックやマレットを振り動かし、打つことで、ドラムやラテン系パーカッション、マリンバなど各種打楽器を演奏します。音楽性を損なわないデジタルからアナログへの変換技術が最高の生演奏を実現します （特許登録第6573355号）。本物の打楽器が発する音は、電子音とは全く違い耳に優しい自然な響きです。 Bluetooth MIDI （BLE）対応ですので、スマホやタブレットなどの端末や、汎用MIDI機器とワイヤレスに接続できるので使い方は アイデア次第です。

例えば、小学校や特別支援学校では、伴奏や模範演奏に使えます。教員を補助するTeacher2として活用することで、人手不足解消の一助となります。打楽器パートの補助をさせることで、合奏 支援にもなります。

打楽器を演奏することが難しい子どもたちに対しては、個の特性に応じた演奏支援装置をセンシング技術を駆使して開発中であり、リモートで打楽器を演奏することの実現を目指します。目の動き（アイトラッカー）や指の小さな動きなどに反応する各種演奏支援装置は、障がいの有無に関わらず、打楽器演奏を楽しむ機会を提供します。打楽器演奏システムは、生きる力を育む学校教育の様々な場面での活用が期待できます。さらに、子どもから高齢者までの幅広い年代を対象に、音楽活動や生涯学習での活用が想定できます。