【やってみる?】MakerFair2019 もんだいかいけつアイディアコンテストより【一緒にやる人・募集】

Maker Fair 2019より

Make: Japan | こどもエンジニアもんだいかいけつアイデアコンテスト受賞作発表! 最優秀作は、苦手な音を変換する「音変換イヤホン」に決定!
小学生を対象に家族など身近な人や学校、地域、そして世界の問題への関心を高め、自分たちでも解決できるという視点と自信を子どもたちに身に付けてもらうことを目的とした「もんだいかいけつアイデアコンテスト2019」。前回を大きく上回る331件の力作が寄せられ、その中から受賞作が決定しました。審査員のコメントとともに紹介します。...

今年のMaker Fairの第2回 もんだいかいけつアイディアコンテスト2019の最優秀賞を、小平のお子さんのアイディアが受賞しました。

りょうすけ君のアイディア

音変換イヤホン

音変換イヤホン 一緒に作らない?

・自動で脳波をキャッチして、不快・快を感知する機能がついている音変換イヤホン

そろそろできそうな。。技術レベルに来ていそうな気がします。と思っていたら、こんな記事を発見「考えるだけで機器を操作する」

【福田昭のセミコン業界最前線】 考えるだけでモバイル機器を操作。耳の孔に挿れる脳波検出モジュールを試作
 人間の大脳とエレクトロニクス機器をなんらかのかたちで接続し、人間が考えるだけでエレクトロニクス機器を操作することは、従来から研究されている。

韓国の国立科学技術研究大学KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology)と米国の工科大学MIT(Massachusetts Institute of Technology)の研究機関MIT Media Labは共同でモジュールを1年前に作ったそうな。。

彼らにできるなら(笑)

僕らにもできるんじゃない??

ということで。。。一度、まじめにどうすればできそうかな?っていうのを、考えてみます。

実現の手順などを書いてみますので、だれか一緒にやらない??(笑)

音変換と言えば、DSPやエフェクター

音を変換するには、上の文章を読むと、

  • 大きな音 → なめらかに リミッター
  • ザワザワした人の声 → なめらかに エコー的なもの あるいはエキサイター

人によって、好きな音が違うらしい

  • 川のせせらぎ音 → 1/fゆらぎ? ピッチを1/fで揺らす フランジャーか?
  • バイオリンの音 → 好きな音は拾うけど、嫌いな音は消す?
  • 電子的なピコピコ音 → シンセ音へ?

でも、半分くらいは、エフェクター系の作りで作れそうな感じです。

アナログで組むのも、面白いかもしれませんね。

今は、DSPで、エフェクターも作られているものが多く、昔はDSPは高かったんですが、いまやPICにもついているという時代に。。DIGITAL SIGNAL PROCESSOR(DSP)のプログラムってやったことないですが。。Hackaday.ioにもいろいろ記事が出てます。

Hackaday.io
Hackaday.io is home to thousands of art, design, science, and technology projects. Share your work with the largest hardware and software projects community.

マルツでは、エフェクタ作る用のDSPボードがあります。

音遊び!Blackfin DSP基板でディジタル信号処理の部屋 | マルツセレクト
ディジタル信号処理を学べるBlackfin DSP基板のご紹介

ArduinoのADとDAで、10bitで作っちゃっている人もいるようです。音質わるいでしょうけど

Reliable Frequency Detection Using DSP Techniques
Using the technique I'm going to show you it was measured to be 259.91Hz ... only 0.09Hz away from an Exact Middle C Frequency of 260Hz. By Anthony Kelly.

ESP8266くらいでもできるようで、Mozziというライブラリーもあるようです。

Mozzi
audio synthesis library for Arduino

これを使ってミキサー付きのエフェクター作っている人もいますね。

arduino+mozziでエフェクター付ミキサー製作 - Qiita
はじめに mozziのサンプル見てたら、inputができそうなので、せっかくだったら エフェクター(フィードバックディレイ・ローパスフィルター)をつけたミキサーを作ってみようかと・・ mozziの設定 inputを使うには...

KickstarterではMiniArDSPというものも売っているようです。

MiniArDSP - Open Music Labs Wiki

Arduinoだけでも、なんとかできそうですし、1万くらい出せば、DSPボードも手に入るみたいですから。。 こちらの方はなんとかなりそう。

脳波計測

こちらが、少しまだまだ、なかなかかもしれないところ。。

脳波にもいろいろあって。。

  • α(アルファ)波: 8~13Hz
  • β(ベータ)波: 14~30 Hz
  • θ(シータ)波: 4~7Hz
  • δ(デルタ)波: 0.5~3Hz

アルファー波 が安心しているときらしいですけどね。 これ場所によっても違うし、これらの波がいろいろあるので、診断はまだかなり難しいみたいですね。

測定法に関してはこちら

WEBセミナー:研究のための高密度脳波計測の基礎知識
Polymate

そして、脳波判読のポイント が参考になります。

でも、ある程度、簡略したものも売っているようで、比較記事もあります。

How to Hack Toy EEGs | Frontier Nerds

オープン系のものも出だしていますね。

OpenBCI - Open Source Biosensing Tools (EEG, EMG, EKG, and more)
We provide anyone with a computer, the tools necessary to sample the electrical activity of their body. Our versatile and affordable bio-sensing microcontroller...

Amazonでも同じものが売っていますね。

このようなタイプも販売されているみたいです。

まずは、こういうのをつけてもらって。。 好きな音、嫌いな音のスイッチ付きのロガーで何日間か、計測してもらって、そのデータから判別できるかどうか?を見てみるところから始めてもいいでしょうね。

ロガー作りからやる人??? いません?? (笑)

好き嫌い=ストレスになるかどうか??

脳波でなくても、好き嫌いは、わかる指標があります。心拍や脈拍です。ドキドキしたりとかありますよね。こちらは、もっと早い周波数で50Hz台ですけど、測定はかなり簡単です。

こんな感じで、脈で最適化するようなことも出てきていますね。

ストレスと脈拍や心拍の関係は、わりときっちりと出ていて

RRI時系列の用意[ストレスと自律神経の科学]

こういう風に作っている人もいます。

心電センサを使ってストレスを可視化するヘルスケアIoTを作ろう! | アナログ・デバイセズ

脈拍センサーは非常に安くなってきています。指や耳たぶなどで測るセンサーですね

こちらのようなリストバンド形式でBluetoothで飛ぶものなら、ESP32あたりで受信だけロガーで作り、好き嫌いボタンを押してもらって記録してみるといいのかもしれませんね。

きちんと作るならこんなのかな?

とパッド

ロガーからかな?

まずは、2つボタンがついたロガーを作って、センサーを付けてもらって、データ取りをする。そして、それを解析してみて。。好き嫌いの特徴量を作る

今度は、その好き嫌いの特徴量と 音を記録するレコーダを作って、その音と好き嫌いの瞬間があたっているのか?をみると同時に、嫌いな音、好きな音のデータをとる

嫌いな音の時 どんな風に変換したら好きな音になるか聞いてもらいながら音つくり(フィルター・エフェクター作り)

最後に、これらを組み合わせる

って。。感じですかね? まずは、最初のストレスと感じる心拍計のロガーを作るところからですね!

やってみたい人 募集します!! ひとりだと。。きっと。。途中で止めると思う(笑)

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