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革新的なフレットボードがギターの怪我を減らす

新しいフレットボードはギタリストが圧力を測って怪我を防ぐのを助けるよ。

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目次

多くのミュージシャンは、繰り返しの動きや体へのストレスのせいでケガをすることがあるんだ。特にギタリストは、指や手に問題を抱えやすい。これらの問題は、ケガの後に上手に演奏するのが難しくなることがある。そこで、プレイヤーが弦をどれだけ強く押しているかを測定できる特別なギターフレットボードを作ったんだ。このツールは、ミュージシャンがより良いテクニックを学び、ケガを避ける手助けをすることを目指しているよ。

フォースセンシングフレットボード

新しいフレットボードは、弦とフレットが接触する各地点でどれだけの圧力がかかっているかを測定できる72個の小さなフォースセンサーを使っているんだ。各センサーは、誰かが押すと曲がる部分と、その曲がりを検出する光センサーがついている。システムは、0から25ニュートン(N)までの力を測定できて、ほとんどの演奏スタイルに対応可能で、これを1秒間に20回行うことができる。少ない誤差でどれだけの圧力が使われているかを把握できるんだ。

このツールを作った理由

多くのミュージシャンは、ケガから完全に回復しないことがある。特にギタリストは、指と手を同じ動きで何度も使うから危険なんだ。ケガを防ぐために、私たちのシステムは練習中に強く押しすぎているとリアルタイムで知らせて、より良いテクニックを使うように促してくれるんだ。

以前のギター用の力を測定するシステムには問題があった。ギターの形を変えすぎていて、全体の力しか測れなかったんだ。私たちは、見た目や感触はそのままで、72のセンサーポイントごとに詳細なフィードバックを提供する特別なフレットボードを設計して、これを解決したよ。

どうやって動作するのか

センサー

私たちが使用したセンサーは、従来のタイプとは異なっていて、ドリフトした読み取りや複雑なセットアップが必要な問題がないんだ。私たちのセンサーは軽量で安価なので、使いやすいよ。各センサーは、表面から反射した光のビームを使っている。センサーに圧力がかかると、ビームまでの距離が変わり、使われている力を測定できるんだ。

フレクチャー

フレクチャーはセンサーが曲がる部分で、圧力を測定する手段と、音符を演奏する際に弦が振動するための表面を作るという2つの重要な役割があるんだ。圧力の下で少しだけ曲がるように設計していて、センサーが必要とする光を正確に反映できるようになっているよ。

電子機器と電源

すべての電子部品は、フレットボードの長さに沿った単一の基板に取り付けられていて、センサーを管理し、情報をコンピュータに送信するいくつかのコンポーネントがあるんだ。システムは簡単なUSB接続で電源を供給されるから、簡単に接続して使い始められるんだ。

ユーザーテスト

システムがどれだけうまく機能するかを見るために、ミュージシャンでテストしたよ。特別なセットアップを使って、フレットボード全体で異なる圧力をかけることができたんだ。私たちのセンサーからの読み取りを非常に正確な測定ツールと比較して、正しく機能していることを確認したよ。

結果は、私たちのセンサーが力を正確に測定できることを示していた。ほとんどのセンサーが希望する誤差範囲内で、日常的に使うには信頼できるということ。異なるセンサー間でわずかな変動が見られたのは、温度の違いが原因だと思われる。これに対処するために、読み取りを一貫させるための温度補償機能を追加したんだ。

ミュージシャンからのフィードバック

私たちのシステムをテストしたミュージシャンからは、ポジティブなフィードバックがあったよ。リアルタイムの力の測定が演奏に役立つと感じたみたい。多くの人が、瞬時のフィードバックをありがたく思っていて、自分が演奏中に圧力をかけている方法を変えるきっかけになったみたい。一部のユーザーは音質にわずかな変化を感じたが、全体的にはツールの利点が認められたんだ。

今後の開発

さらなるデータを集めて、システムを改善する予定だよ。温度補償機能の精度を上げ、読み取りの速度を増し、電子機器のノイズを減らすことに取り組むつもり。その結果、ミュージシャンにとってさらに良いシステムになるだろうね。

結論

このプロジェクトで、クラシックギター用の新しい、コンパクトなフォースセンシングフレットボードが誕生したよ。デザインは、ギターの見た目や感触を変えずに、個々の力の測定ができるようになっている。私たちのテストでは、システムが正確に機能し、ミュージシャンにとって貴重なフィードバックを提供できることが確認されたんだ。このツールはギタリストが健康的な演奏習慣を身につけ、ケガのリスクを減らすのに役立つんだ。

システムをさらにテストし、改善を続けることで、すべてのスキルレベルのミュージシャンにとって不可欠なツールにすることを目指しているよ。

オリジナルソース

タイトル: Multi-Contact Force-Sensing Guitar for Training and Therapy

概要: Hand injuries from repetitive high-strain and physical overload can hamper or even end a musician's career. To help musicians develop safer playing habits, we developed a multiplecontact force-sensing array that can substitute as a guitar fretboard. The system consists of 72 individual force sensing modules, each containing a flexure and a photointerrupter that measures the corresponding deflection when forces are applied. The system is capable of measuring forces between 0-25 N applied anywhere within the first 12 frets at a rate of 20 Hz with an average accuracy of 0.4 N and a resolution of 0.1 N. Accompanied with a GUI, the resulting prototype was received positively as a useful tool for learning and injury prevention by novice and expert musicians.

著者: Zhiyi Ren, Chun-Cheng Hsu, Can Kocabalkanli, Khanh Nguyen, Iulian I. Iordachita, Serap Bastepe-Gray, Nathan Scott

最終更新: 2023-02-25 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2304.06521

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2304.06521

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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