論文の概要: Semi-Automatic Flute Robot and Its Acoustic Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.14180v1
• Date: Sun, 15 Mar 2026 02:02:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-21 18:33:56.816792
• Title: Semi-Automatic Flute Robot and Its Acoustic Sensing
• Title（参考訳）: 半自動フルートロボットとその音響センシング
• Abstract要約: 我々は,自動指操作機構を備えたセミオートマチックフルートロボットを開発した。 14のサーボモーターはMIDI入力に応じて、ワイヤベースおよびラック・アンド・ピニオン・ドライブを介して全てのキーを作動させる。 頭部関節回転は40.00ms以内で完了した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.36748639131154315
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Flute performance requires mastery of complex fingering combinations and register-dependent embouchure control, particularly jet offset adjustment for low-register production. Existing haptic and semi-automated systems do not address both aspects simultaneously through mechanical actuation. To our knowledge, no prior system fully automates fingering while mechanically assisting low-register tone production without requiring embouchure control. We developed a semi-automatic flute robot with an automatic fingering mechanism: fourteen servo motors actuate all keys via wire-based and rack-and-pinion drives in response to MIDI input, enabling performers to produce complete musical pieces through airflow alone. A jet offset assist mechanism rotates the head joint by a calibrated $22^\circ$ during low-register passages, shifting the jet offset toward a low-register configuration without modifying the instrument or embouchure. Fundamental frequency estimation confirmed correct pitch production across the chromatic range (C4--C7) and during musical performance. All key and lever movements were completed within 77.50~ms, corresponding to tempo capacity exceeding standard requirements. Harmonic analysis ($Δ\mathrm{SPL} = \mathrm{SPL}_2 - \mathrm{SPL}_3$) showed a consistent increase in $Δ$SPL for all low-register notes when activated, consistent with the intended jet offset shift. Head joint rotation completed within 40.00~ms. These results demonstrate mechanical feasibility of integrating automated fingering and register-dependent jet offset assistance under controlled conditions.
• Abstract（参考訳）: フルート性能には複雑なフィンガーグの組み合わせとレジスタ依存のエンブフラー制御、特に低レジ生産のためのジェットオフセット調整が必要とされる。 既存の触覚系と半自動系は、機械的アクチュエーターを通して両方の側面を同時に扱うことはない。 我々の知る限り、従来のシステムでは、エンブフラー制御を必要とせず、機械的に低レジトーンの製作を補助しながら指を完全自動化するシステムはない。 自動指操作機構を備えた半自動フルートロボットを開発した。14基のサーボモーターはMIDI入力に応じてワイヤベースおよびラック・アンド・ピニオン・ドライブを介して全てのキーを作動させるので、演奏者はエアフローだけで完全な楽曲を制作できる。 ジェットオフセットアシスト機構は、低登録パス中に校正された22^\circ$でヘッドジョイントを回転させ、機器やエンブフラーを変更することなくジェットオフセットを低登録構成にシフトさせる。 基本周波数推定により、色域(C4-C7)および演奏中における正しいピッチ生成が確認された。 全てのキーとレバーの動きは77.50〜ms以内で完了し、標準的な要求を超えるテンポの容量に対応していた。 高調波解析(Δ\mathrm{SPL} = \mathrm{SPL}_2 - \mathrm{SPL}_3$)は、意図されたジェットオフセットシフトと一致して、すべての低登録音符に対して$Δ$SPLが一貫した増加を示した。 頭部関節回転は40.00〜msで完了した。 これらの結果から,制御条件下での自動指打ちとレジスタ依存ジェットオフセットアシストの機械的実現可能性が確認された。

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