Rapport des utilisateurs de l'Académie Vol.17


Département de mécanique de précision, Faculté des sciences et de l'ingénierie, Laboratoire de systèmes acoustiques de l'Université de Chuo

Rapide à prêter attention à la création d'un son confortable selon les situations, à la conception intelligente des sons / avec UC-win / Road utilisé pour la construction d'environnements expérimentaux VR pour l'évaluation de la qualité sonore et la conception sonore confortable

Département de mécanique de précision, Faculté des sciences et de l'ingénierie, Université de Chuo "Laboratoire de systèmes acoustiques"
URL https://toi-lab.com/
Lieu:Bunkyo-ku, Tokyo
 Contenu de recherche et développement: étude de l'amélioration de la qualité sonore et de la conception sonore confortable dans de nombreux domaines, notamment l'automobile, l'électroménager et les instruments de précision

"Notre laboratoire effectue des recherches sur la conception de" sons "pour diverses choses. (Dans ce cadre) nous modifions les scènes de conduite des automobiles en utilisant VR (simulateur de conduite) pour voir la réaction humaine au son."

Il y a une vingtaine d'années, le principal mode de pensée consistait à réduire le bruit, le "son" étant considéré comme "une chose mauvaise et bruyante", c'est-à-dire du bruit. Cependant, le professeur Takeshi Toi, Département de mécanique de précision de la faculté des sciences et de l’ingénierie de l’Université Chuo, était d’avis ) se perdre. Avec cette idée, il a développé son approche originale de «l'amélioration de la qualité sonore» en tant que mot-clé, visant à tirer le meilleur parti du son. Fort de sa propre expérience dans le secteur des machines électriques après avoir obtenu son diplôme universitaire, il a adopté une recherche conjointe avec des entreprises extérieures, ce qui n'était pas si courant à cette époque. Ce faisant, un plan a été élaboré pour explorer des solutions aux divers phénomènes sociaux et aux problèmes liés au son.

Dans une telle situation, il a prêté attention à la possibilité de DS dès le début des études liées à l’automobile. Il se souvient qu'il utilisait une évaluation basée sur la bio-information obtenue en interreliant le sens de l'audition avec le sens visuel, et plus loin en opérant en travaillant pour différents types d'amélioration de la qualité sonore et de conception sonore confortable.

En outre, grâce à ses activités de "Laboratoire de systèmes acoustiques", que le professeur Toi enseigne et au comité technique d’évaluation de la qualité sonore de la Society of Automotive Engineers of Japan, il a été demandé de de façon réaliste en étudiant la relation entre la sensation d'accélération d'une automobile et le son, ou l'évaluation de la qualité du son pendant la conduite sur la base d'informations biométriques. Pour répondre à ces besoins, "UC-win / Road", un VR en trois dimensions (3D) réalisé en temps réel par FORUM8, a été présenté comme un outil permettant de créer divers environnements expérimentaux.



Avec une base de recherche en centre-ville, des avantages tels que la collaboration industrie-gouvernement

L'université de Chuo a été fondée en 1885 sous le nom d'Igirisu Horitsu Gakko (école de droit anglais). L'Univ. incarne littéralement une éducation pratique pour utiliser pleinement l'intelligence pour la société.

L'Univ. est actuellement organisé par 6 facultés de droit, d'économie, de commerce, de sciences et d'ingénierie, de lettres et d'études politiques; 7 écoles supérieures de droit, d'économie, de commerce, de sciences et d'ingénierie, lettres, études politiques et politiques publiques; et 2 écoles supérieures de droit et de gestion stratégique. L'Univ. compte 690 enseignants à temps plein pour environ 26 000 étudiants, y compris des écoles de premier cycle et des cycles supérieurs (en mai 2018). Ses bases éducatives et de recherche sont réparties sur 4 campus, dont les campus Tama, Korakuen, Ichigaya et Ichigaya Tamachi. et le Mémorial de Surugadai.

Parmi eux, la Faculté des sciences et de l’ingénierie est organisée par 10 départements de mathématiques, physique, génie civil et environnement, mécanique de précision, génie électrique, électronique et de la communication, chimie appliquée, génie industriel et des systèmes, ingénierie des systèmes et de l’information, sciences biologiques. et sciences et ingénierie intégrées pour une société durable.  La faculté est située dans le campus de Korakuen avec l’école supérieure de sciences et d’ingénierie. Toi parle des avantages de créer des campus équipés d'installations de recherche dans le centre-ville, prenant pour exemple des recherches conjointes avec des entreprises et planifiant et promouvant des projets de collaboration industrie-académie-gouvernement mentionnés précédemment.

Le département de mécanique de précision et le département d'ingénierie de précision comptent au total plus de 700 étudiants de premier et deuxième cycles, dont l'objectif est d'étudier des machines de précision de pointe. 14 laboratoires, dont le "Laboratoire de systèmes acoustiques (Laboratoire Toi)", sont établis.

Professeur Takeshi Toi, Systèmes acoustiques (Toi)
Laboratoire, Département de mécanique de précision, Faculté des sciences et de génie, Université CHUO
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Du site web de Toi Lab.


Idée d'amélioration de la qualité sonore et concept de conception sonore confortable

"Autrefois, les bruits étaient si forts. Aujourd'hui, les bruits sont devenus beaucoup plus petits que par le passé, même dans les bureaux."

On peut dire que c'est le résultat de tous nos efforts pour réduire le bruit. Au contraire, cependant, les "petits bruits" deviennent évidents. Est-il bon de diminuer le volume du son jusqu'à ce qu'aucun son ne soit entendu? Si tel est le cas, aucune information audible ne peut être obtenue, même en produisant un sentiment étrange. Il s'est ensuite demandé si l'idée d'une amélioration de la qualité sonore était nécessaire. C'était la motivation pour lui de commencer à étudier le domaine concerné, explique le professeur Toi.

"Au début, nous concevions un son confortable pour chaque produit". Ensuite, il a été converti à l’idée suivante: "Faisons le son qui convient en fonction de ce qui est nécessaire dans le cadre de vie ou en fonction des fuseaux horaires ou des fins." Le professeur Toi était venu pour assumer que chaque source sonore était un instrument de musique et la coordonner afin que les personnes qui y vivent ne se lassent pas et ne puissent pas les sentir comme un environnement acoustique confortable (conception sonore intelligente).

En d'autres termes, l'approche traditionnelle consistait à fabriquer quelque chose et si le son produit était mauvais, il serait considéré comme un son inconfortable et traité pour la réduction du bruit. Au contraire, il a positionné la production de son pour améliorer le confort comme "un design sonore confortable". Au premier stade de la fabrication d’automobiles ou d’appareils électroménagers, le son est déterminé à définir si cela contribue ou non à la fonctionnalité du produit lui-même, par exemple en demandant "est-ce confortable à utiliser si nous produisons le son de cette manière?" Pour ce faire, cependant, il est nécessaire d'évaluer le son actuel. Après cela, l'objectif de réglage du son devrait être décidé. Ensuite, une méthode a été formée pour prendre en compte l'ensemble du processus, de l'évaluation au retour de la conception, par exemple, "Comment le son sera-t-il modifié en modifiant où? De quelle manière?" Ou "Comment la conception doit-elle être modifiée?" produire ce son? ".

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Cas de recherche sur l'acoustique en laboratoire


Utilisation de diverses TIC, recherche unique développée dans de vastes domaines

Quand il a créé le laboratoire il y a 20 ans et plus, le terme "son confortable" lui-même était à peine utilisé. Par conséquent, il devait expliquer sa définition même lorsqu'il faisait une présentation lors de réunions universitaires. Ces dernières années, toutefois, les concepts "d'amélioration de la qualité du son" et de "conception sonore confortable" ont tellement pénétré qu'ils sont couramment utilisés.

Par ailleurs, "Acoustic Systems Laboratory" compte environ 10 étudiants de premier cycle et une autre dizaine d’étudiants diplômés, ainsi que plusieurs chercheurs consacrés à la recherche commune sur le registre. En ce qui concerne les recherches conjointes avec des entreprises que le laboratoire a commencé à intégrer de manière positive, plus de 10 thèmes progressent simultanément au cours de la même année. Chaque thème se positionne comme un projet sur 2 à 3 ans. Jusqu'à présent, 200 et quelque 10 thèmes ont été traités au total.

L'une des installations importantes pour ces recherches est une salle anéchoïque. Le laboratoire utilise plusieurs pièces en fonction du but recherché. Ils comprennent deux salles anéchoïques ainsi qu’une salle semi-choïque pouvant accueillir de véritables véhicules et de grandes structures, ce qui est la plus grande échelle pour une université de Tokyo. Le laboratoire utilise également de nombreuses technologies de l'information et de la communication (TIC). Par exemple, ils utilisent des logiciels d’analyse des oscillations, des analyses acoustiques et différents types de simulation numérique; des capteurs pour mesurer la bio-information, l'accélération et la pression acoustique; appareils de mesure pour surer les oscillations ou l'acoustique, et divers types de simulateurs.
Particulièrement, combinant et fusionnant plusieurs logiciels à leur manière, le laboratoire tente de tirer des évaluations de ces points de vue négligés jusqu'à présent, ou d'un retour d'information à la conception basé sur ces évaluations.

"En fait, il n’ya pas beaucoup d’éléments pour traiter le son dans le système mécanique."

Au monde du son, ce qui est généralement connu comprend l’acoustique architecturale ainsi que l’électroacoustique pour la suppression ou la restitution du son (contrôle actif du bruit et contrôle actif du son, etc.). Basé sur la mécanique de précision, le laboratoire a débuté par une étude sur le bruit généré par les machines, reflétant sa spécialité. En élargissant régulièrement ses objets, le Lab couvre les problèmes de son dans les domaines des véhicules, des bureaux, des espaces de vie, des soins médicaux et du bien-être.

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Il expliquer la conception sonore pour le milieu de vie


Présentation de UC-win / Road for Studies sur les véhicules, le développement futur et les défis des études

Au cours des dernières années, Acoustic Systems Laboratory a eu tendance à mener divers types de recherche sur le son des automobiles utilisant DS, par le biais de recherches communes, etc. Le professeur Toi a révélé que sa première impression franche sur UC-win / Road était "capable de créer des images animées de manière agréable, à un prix relativement abordable comparé à d'autres logiciels que nous avons".

Il y a plusieurs années, il a proposé une idée de recherche: "Est-il acceptable que le siège du conducteur, celui du passager et celui du siège arrière aient le même environnement sonore, ou faut-il un environnement sonore différent pour chaque siège?" En laboratoire, il est plutôt difficile de gérer un environnement expérimental permettant d'évaluer le son pour chacun des processus "son seul", "son et vision" et "son, vision et conduite", sans l'aide d'un outil comme le UC. -win / Route dans la partie relative à la vision et aux opérations de conduite. En particulier, lorsque l'on essayait d'ajouter certaines conditions de conduite, l'affichage et le son étaient nécessaires pour changer en fonction de l'accélération et de la décélération du véhicule. Cela les a amenés à envisager l'introduction d'UCwin / Road pour répondre à ces besoins.

Presque au même moment, comme mentionné au début, le groupe de travail chargé de l’évaluation acoustique lors de la conduite de véhicules utilisant des bio-informations a déclaré qu’il souhaitait représenter de manière plus réaliste les conditions de conduite réelles, au comité technique de l’évaluation de la qualité sonore (Society of Automotive). Engineers of Japan, Inc.), avec laquelle il était impliqué depuis sa création, il leur a présenté UC-win / Road, qui a donc été adopté.

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Environnement expérimental pour évaluer le son d'alarme approprié créé avec UC-win / Road
(simulation exécutée en alternant jour et nuit, ciel clair et pluvieux)

Par exemple, pour la scène où une personne sort de la rue, UC-win / Road est en fait utilisé pour créer un environnement permettant de savoir à quel moment l’alarme doit être déclenchée à l’avance pour que le conducteur perçoive la scène de manière plus sûre. . Il dit avoir pris conscience de sa commodité en ce sens qu'il est facile de changer de jour et de nuit ou par temps clair et pluvieux. De plus, il était plus facile de représenter l'environnement itinérant, ce qui était plutôt difficile auparavant. De plus, étant donné que l'environnement de conduite simulé change en fonction de l'accélération (rapide et lente) ou en fonction de l'opération de conduite, etc. pour divers types d'événements définis sur l'itinéraire, il exerce une excellente unité. En outre, il estime que cela peut être un outil très puissant puisque tous les journaux sont conservés. En particulier, dans le sens de voir le changement d’environnement sonore accompagné d’un système opérationnel, UC-win / Road est facile à utiliser et utile pour la construction d’une conception sonore intelligente, confortable et fonctionnelle, explique le professeur Toi.

D'autre part, il attend du point de vue du spécialiste de l'acoustique qu'il permette d'augmenter le degré de liberté du son, tel que le contrôle de la qualité du son. À l'heure actuelle, l'un des grands défis consiste à surveiller les informations humaines. Par exemple, si les émotions peuvent être surveillées, un environnement sonore et un environnement d'oscillation appropriés doivent être créés sur cette base. Il dit que ce qu’ils devraient faire à partir de maintenant en ce qui concerne les automobiles est de créer des environnements reflétant cinq sens basés sur une telle surveillance.

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Membres du laboratoire autour de DS appliquant l'environnement expérimental d'UC-win / Road dans la salle anéchoïque
(Écrit par Takashi Ikeno)
(Up&Coming '18 Edition l'été)



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