課題研究　平成２８年度

１．Raspberry Pi を用いた音声認識
　私たちは、音声認識によってラジコンを動かす研究に取り組んだ。具体的には、「前に進め」と言ったら前進し、「左に行け」と言ったら左折するラジコンを作った。音声認識で動かすことにより、操作ミスが減り、救助ロボットなど様々なことに使用できる。今回は、小型コンピュータ「Raspberry Pi」と、音声認識ソフトウェア「AmiVoice」を使用した。

We made a radio-controlled car with speech recognition. Specifically, we made a radio-controlled car that moves forward when we say "move forward", and turns left when we say "turn left". The movement errors are reduced by adopting speech recognition tecniques. It can be implemented in various applications such as a rescue robot. In　this study, we used a tiny computer, Raspberry pi, and speech recognition software, AmiVoice.
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２．足音による生体認証
　私たちは生体認証において足音を利用して個人を特定しようと考えた。足音は歩行者の身長、体重、歩き方などによって異なり、また同一人物でもその時の体調、歩く目的、場所、履き物によって違ってくる。その中で場所、履き物、歩く目的、歩行者の違いに目をつけ、最終的には、複数人の中から個人を特定しようと試みた。

We tried to identify an individual using biometric authentication based on footsteps. Footsteps vary according to the height, the weight and the way of walking of the individual. Even for the same individual, the footsteps vary according to his body conditions, purpose of walking, place, and footwear. We were particularly interested in the footstep differences based on places,purpose of walking, and footwear. Finaly, we attempted to identify an individual from multiple people.
　　県工展パネル（PDF形式）28-02.pdf

３．ポータブル音響システムの製作
　良いスピーカーその到達点とは一体どのようなものだろうか？自分たちで「満足のいくスピーカーとは何か」という課題の中で、持ち運びに便利で、どこにおいても一定の音質をとれるというところに重点をおいた結果、私たちは小型の無指向性スピーカーを作った。また作る中で必要だと思われる実験を自ら試すことで自分のイメージをメンバーと共有し、具体的なスピーカー作りの基礎をかためていった。

We wondered what points make a good loud speaker. We emphasized that the satisfactory speaker should be easy to carry and can be placed anywhere while keeping a certain sound quality. Accordingly, in our research we made a small omnidirectional speaker. During the research, we shared our ideas regarding the required experiments for making the speaker. We then decided the specifications for making our speaker.
　　県工展パネル（PDF形式）28-03.pdf

４．対話型システムの研究
　私たちは音をテーマに設定し、コンピュータとの対話を目的とした課題研究に取り組みました。皆さんは音声認識をご存知ですか？有名なものとして「Siri」や「ペッパー」などがあります。音声認識を利用することで文字に起こす必要がなくなり、手を使わずに作業ができることに加えキーボードより入力が早いという強みがあります。本研究においてプログラム作成に「hsp」、音声認識に「Julius」を使用して作成しました。

We chose voice as our research theme. We aimed at creating a voice-based computer interactive system. Do you know voice recognition technique? The examples of its applications include the famous SIRI and the PEPPER robot. With voice recognition, we do not need to type any characters into a computer. We can let the computer work without using our hands. Moreover, it is faster than using a keyboard. In this research, we used HSP as the programming tool and JULIUS as the voice recognition tool.
　　県工展パネル（PDF形式）28-04.pdf

５．音波で障害物を知る
　私たちはSPH事業で音について学んできました。これによって身に着けた音に関する知識を用いて何か製作したいと思いました。そこで私たちは音を使って距離を測定するシステムを思いつき、Arduinoを使用した距離センサの製作を始めました。

We learned about sound from the SPH project. Based on this, using the knowledge of the sound of our outfit, we were motivated to make something for our research project. We then decided to make a distance measurement system based on sound waves. In this project, we used an Arduino to make a distance sensor.
　　県工展パネル（PDF形式）28-05.pdf

６．マイコンカーの製作
　マイコンカーラリー競技大会は、ルネサンスマイコンカーラリー事務局の承認マイコンボードを搭載した完全自走式マシンで規定コースの走行タイムを競うものである。カーブ、直角カーブ、レーンチェンジ、ハード面（マシン）の精巧さとソフト面（プログラミング）の兼ね合いが勝負を左右する。全国大会を目指して限られた条件の中でモーターの選別とシャーシの素材選びをしながら研究を進めていった。

The Microcomputer car rally is a race where computer-controlled cars compete for the fastest race time. Cars are self-powered and controlled by an onboard microcomputer.The machines navigate an obstacle course using their light sensors. The delicacy of machines and programming decide victory or defeat. To participate in the national tournament, we must select the motor and chassis allowed in the tournament. We worked on our project with the aim of winning the tournament.
　　県工展パネル（PDF形式）28-06.pdf

７．映像通信の研究
　手のひらサイズのコンピュータであるBeagleBoneBlackにwebカメラを接続して、ラジコンに搭載する。このカメラから取得した動画をパソコンにWi-Fiで送り最終的には、その映像を頼りにラジコンを遠隔操作したい。

We connected a web-camera to a palm-size computer, the BeagleBoneBlack. We installed it on a radio-controlled car. The video captured by the camera is transmitted to a computer via WiFi. Finally, by observing the received video, we can remotely move the car.
　　県工展パネル（PDF形式）28-07.pdf

８．翻訳システムの研究
　私たちは、音というテーマで課題研究に取り組みました。音を使う便利なものとして「siri」などがあります。自分たちの手で音声認識を使用したソフトを作りたいと思い、音声認識を使用した和英翻訳ソフトを作成しました。音声認識の機能の作成を試みたが自分たちの技術上無理と判断したので音声認識はフリーソフトに任せ、そのあとの和英翻訳機能のプログラムを作成しました。プログラム作成に「hsp」、音声認識に「julius」を使用しました。

We worked on a project with voice as the theme. One example of voice-based applications is the famous SIRI. In this project, we were motivated to create our own voice-based application. We tried to create a Japanese-English translation application based on voice recognition techniques. We realized that with our current ability, it was not possible to create a translation application from scratch. We then decided to use a free voice recognition software and made the translation application using a programming tool. We used JULIUS as the voice recognition software and HSP as the programming tool.
　　県工展パネル（PDF形式）28-08.pdf

９．プロジェクションマッピングの研究
　私たちは、電子情報科の課題研究としては前例が全くない、「プロジェクションマッピング」についての研究をしました。立方体、スニーカー、ビンに映像を投影しました。研究を行う過程で、映像の編集と対象物の角度の調整などが大変でした。

For the research project, we conducted a study on a "projection mapping" topic that has never been studied before. We projected a picture on a cube, a sneaker, and a bin. We faced some difficulties during the research process, for example, difficulties of editing video and setting the right angle of the object.
　　県工展パネル（PDF形式）28-09.pdf

１０．音声認識を用いた県工案内
　私達は先端科学技術の研究からMMDAgentという対話システムに注目した。MMDAgentとは音声合成、音声認識、３D描画、リップシンクの技術を組み合わせることで、画面内のキャラクターとの会話を可能にするソフトである。今回の研究ではMMDAgentを用いて県工案内ができるよう試みた。子供でも分かるような簡易的な地図の絵を用意しプリントできるようにすること、県工案内ができるようにプログラムを変更することを試みた。最終的に地図は表記できなくても音声によって目的地へ案内することを目標とした。

We focused on MMDAgent, a voice interactive system created from advanced science and technology research. MMDAgent is a software composed of speech synthesis, speech recognition, 3D drawing, and lip-sync techniques. This software uses a character that is able to speak and displays it on a screen. In this project we created a software-based KENKO guide using MMDAgent. To make the KENKO guide easy to understand even for children, we tried to modify the program and insert a simple printable map. Although we did not successfully add the map to our software, we successfully created the KENKO guide based on an interactive voice system.
　　県工展パネル（PDF形式）28-10.pdf