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Neo-Tech-Lab.com Neo-Tech-Lab.co.uk |
私設研究所 ネオテックラボ (京都ライブラリーサーバー)～ 今までにない全く新しいセンシング技術を研究する私設研究所 ～ |
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【リンクフリー】 私設研究所ネオテックラボ Neo-Tech-Lab.co.uk 【記載者】 私設研究所 Neo-Tech-Lab.com 上田智章 |
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研究所設立日 2005/01/01 サイト設立日 2005/12/10 最終更新日 2012/04/07 |
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【ブラウザはGoogle Chrome】
●最新版ダウンロードはこちら 【お知らせ】Windows7でChromeがフリーズを起こす場合は、コントロールパネル⇒管理ツール⇒サービス でWindows Media Player Network Sharing Serviceを停止かつ無効にします。Microsoftのバグです。 |
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【はじめに】●自由な発想で自主研究を楽しむために管理人が勝手に開設した私設研究所がNeo-Tech-Lab(ネオテックラボ)です。●興味を持ったものならなんでもありの姿勢で臨んでいるため、磁気・音響・生体計測等の計測分野でも活動を行っています。 ●限られた予算で研究・開発を行うために電子工作やソフトウェア等の技術も研究ツールとして積極的に活用しています。 ●当サイト(Neo-Tech-Lab.com)は研究ツールとしての技術内容を公開するために2005年12月10日に設立しました。 ●当研究所は主として ■医療診断用センシング技術(スペクトラム拡散型心磁計、センチネルリンパ節検出用磁気センサ、AR医療応用) ■空間スペクトラム拡散センシング技術(たった１個のマイクで音源の３次元座標や分布状態を可視化する技術) 2012年6月21日 電気学会 マグネティックス研究会 (信州大学、長野) MAG-12-059 新技術“Random Path Holophonic センサー”による励磁音響信号源の三次元画像化に関する基礎研究 ○阿部正紀（東京工業大学, フォスメガ）,上田智章（フォスメガ）,松下伸広,北本仁孝,半田 宏（東京工業大学） 将来的にフェーズドアレイ型探触子を用いずに１チャンネルで超音波断層撮影装置が実現するでしょう。 携帯電話にも超音波スキャナや魚群探知機が組み込めると考えられます。(それとも携帯にそんな機能は不要？) ■自由端反射と固定端反射を組み合わせた対消滅壁による３次元音響シールド 対消滅壁は公開中の音響FDTDプログラムでも簡易吸音壁として実装使用しています。 ■広域拡散型ホログラムメモリ方式のAI Webエージェント を中心とした新技術を自主研究しており、受託研究を生業としています。 （基本方針として、共同研究は行わず、問題解決型の受託研究や技術コンサルティングに特化しています。） ●記事を読まれてよく問い合わせをいただきますが、 ■当サイトが公開している下記生体計測技術概ね15～25年前のもので、当研究所の現在の研究内容ではありません。 各コンテンツのご利用にあたっては、上記をご理解の上、各自の責任にて取り扱いには十分ご注意下さい。 心電計、赤外線脈波計、生体組織導電率/脳波心電図解析システム、SQUID心磁計、ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ･ﾌﾟﾚﾁｽﾓｸﾞﾗﾌ 記載日:2008/02/09 修正日:2012/06/02 ☆Tomoaki Ueda☆ (上田智章) ≪当サイトご利用にあたっての注意事項≫■原則としてクライアントではない一般の方からの個別のメールでの質問には応じかねます。製作記事、動作原理説明等の情報は積極的に掲載いたしますが、メールでの質問には対応しません。 特に仕事上の困り事をメール質問という安易な形で尋ねて済ませようとお考えの方に当方が手助けをすることはありません。 大学生・社会人向けの電子工作塾を５月から開講(京都市伏見区内)しますのでそちらをご利用ください。 ■当サイトはリンクフリーですが、 『記事』の著作権は放棄しておりません。本サイトからダウンロードしたコンテンツの無断掲載はお断りいたします。 但し、以下の方式での引用は問題ありません。 ●<a href="http://www.neo-tech-lab.co.uk/○○○.jpg">あるいは<img src="http://www.neo-tech-lab.co.uk/○○○.jpg">のようにダウンロードを行わず、当サイトの元データを外部参照する(あるいはリンクする)方法ならOkです。事前許可不要です。 ●『記事』とはエレクトロニクス、センシング技術に関連した製作記事に関するものです。 従って、MikuMikuDance, Panoramio向けコンテンツは対象外です。ご自由にお使いいただくことができます。 ●特にインターネット上で当サイトからダウンロードした図面を公開されている方は掲載をお止め下さい。 コンテンツの無断掲載とは、エレクトロニクス、センシング技術に関連した製作記事に関する画像ファイルや文章をダウンロードしてPDF形式文書やPower Pointファイル、HTMLファイルに張り込み、そのまま文書を公開される例がこれに該当します。 教育関係者で学内会議やイベント、授業等で限定的に配布する程度の資料でお使いになることは問題ありませんが、インターネット上での公開利用やテキストの販売は許可しません。このようなケースでは所属に直接抗議文書を送付します。 |
 ■管理人の 自己紹介 【★】 ■【サイト掲示板】[FC2 BBS] ■[旧研究内容] ■便利なウェブ･リンク集 ■サーバーURL ■株式会社フォスメガ がんや虚血性心疾患との闘いをいよいよ本格的に開始します。 【最近の話題】  ●ムカデ毒の対処方法 遂に実践体験談200を達成！ ●プレート崩落により海底に消えた『邪馬台国』の謎  ●「初音ミク」と 「MikuMikuDance」 (英語ページ) ■【トラ技】最新 センサ部門  |
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【トランジスタ技術2013年4月号】【連載】『俺センシング』Kinect非接触脈拍・呼吸モニタ【サポート・ページ】『Kinectが変えるセンシングの世界』 【サンプル・プログラム】【ダウンロード】 『Kinect非接触脈拍･呼吸モニタ』[Version5] 実行ファイルも添付してありますので、Kinect for Windows SDKがインストールしてあり、Kinectの接続が行われていれば、 64ビットOSのWindows7またはWindows8であれば Kinect_VitalMonitor5/Kinect_VitalMonitor5/bin/Release/Kinect_VitalMonitor5.exe の実行で体験する事ができます。 |
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【トランジスタ技術2013年3月号】
【Appendix】(57-58頁) |
 【図１】I2C-USBインターフェースの構成事例 |
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【インターフェース2013年1月号】【2012年11月24日発売予定】スポーツ/医療/ヘルスケア…動き解析処理＆プログラムを徹底解説！『マイコン＆センサで広がる！人間センシング』 ダウンロード＆サポート・ページは『Kinectが変えるセンシングの世界』です。 【講演・技術セミナー予定メモ】■2013年4月19日(金）Kinectによるセンシング応用技術セミナー１日コース(東京巣鴨)デプス・カメラの動作原理 ARセンシング、生体センシング応用事例の実演も行います。(5時間半) ■2013年5月24日(金）非接触生体計測関係技術セミナー１日コース(東京)【予定】 デプスカメラの設計手法を紹介。生体センシング応用事例の実演も行います。(5時間) |
Kionix直交３軸加速度センサKXTI9-1001[I2Cインターフェース] 
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【最新動画News】●【拡張現実楽器演奏システムデモ】≪CEATEC2012 幕張メッセ ローム株式会社様ブース≫ ●【拡張現実ドラム演奏システム】【試作版】 ●【Kinectで呼吸・脈拍モニタ ～１ｍ離れた位置から非接触でモニタできる～】 |
【ＣＱ出版トランジスタ技術2012年8月号Kinect 特集】2012年7月10日以降のサンプルソフトやその他の情報はこちらのページへどうぞ。Kinect for Windows SDK Ver.1.6向けサンプルプログラムも公開中です。(^_^;) なんと赤外線照射状態の生IR画像を取得可能になったことに加え、赤外線照射を停止して赤外線カメラとして使えるようになりました。また、内蔵のKionix社製３軸加速度センサの値も読めるようになりました。 Kinect特集記事には80ページを割いて、Kinectデプスカメラの動作原理、関節の円運動から中心座標と半径を求めるジェスチャー判定の理論など、詳細に説明を行っています。まだ、バックナンバーの入手が可能ですので是非参考にしてください。 |
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【ＣＱ出版トランジスタ技術2012年8月号】『特集 センサとカメラで3次元センシング』おまたせしました。Kinectを使った拡張現実センシング・システムのソースを公開します。いままで伏せていましたデプス・カメラの動作原理、骨格追尾の残像表示、ジェスチャー判定アルゴリズムなど Kinect関連技術を一挙公開いたします。Visual C#ソースもプロジェクト・ファイルごと公開します。 ダウンロードサポートページのエントリはここ［http://www.neo-tech-lab.co.uk/ARsensing］です。 
 【小型化した自作デプス・カメラ実験装置】★これは古典的なスライド投影方式のランダム・ドット・プロジェクターを使っています。 
 【Cyber Eyes (知覚コンバータ：代替視覚)】★将来的にはこんな用途に ★Pironさんのホームページ ★たかはる画伯のホームページ |
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【Kinectのデプスカメラを試作してみた】Kinectのデプスカメラは３次元デジタイザあるいは３次元スキャナという言葉がふさわしい、被写体の深度(Z値)をピクセル単位に測定することができるセンサです。動作原理に興味を持ったので、自作してみることにしました。動作速度を1000倍以上アップさせる方法については受託研究対象とさせていただきます。但し通常アルゴリズムに関してはDLLでの公開はあるかもしれません。(検討中です。)   |
【Kinectのデプスカメラの測距原理について】説明加えました。開発元のIsraelのPrime Sense社の米国特許出願明細書へのダウンロードリンクも追加しました。 ■US20100118123 『DEPTH MAPPING USING PROJECTED PATTERNS』 ■US20100225746 『REFERENCE IMAGE TECHNIQUES FOR THREE-DIMENSIONAL SENSING』 【レーザーポインタとウェブカメラで測距センサの原理検証実験】 KINECTセンサのデプスカメラはランダムドットパターンで赤外線を投影して撮影画像の相互相関処理をNx×Ny画素セル単位に行って水平方向の画素セルのシフト量を求めて深度(デプス)を測定しています。 まずレーザービームで１ポイントの測距が可能かどうか原理検証を行ってみました。ランダムドットのプロジェクタさえ構成すればデプスカメラは十分個人レベルで自作できそうです。 プラネタリウムのようにLED懐中電灯で投影するような方法を考えなくては.... |
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【Kinect for Windows SDKのサンプルプログラム】■あなたのパソコンでもたった15,000円でモーション・キャプチャー・アプリ開発ができる！！(開発言語C#)掲示板で要望のあったKinect for Windows SDK版のカラー画像、デプス画像、骨格抽出のサンプルプログラムもC#プロジェクトファイルを用意しました。 Frameworks4.0でDirectXを使う方法についても進行中です。 現在、残像表示や人物切り出し、骨格抽出など基本的なものは公開済みです。 7月中旬までに、円/円弧検出アルゴリズムやそれを使ったジェスチャー、代替視覚システムの試作プログラム、拡張現実センサなどのサンプルプログラムも公開予定です。 |
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【KINECT SDK】【Frameworks4.0】【Managed DirectX】 Kinect for Windows SDKはWindows7(Frameworks4.0)でしか動作しないので、Managed DirectXを動作させる方法を試行錯誤しました。結果、海外BBSでapp.configを追加する方法を発見し、動作させることができました。  【KINECT】 デプスイメージのPlayerIDはSkeletonStreamをEnableにしておかないと有効になりません。  |
【KINECT】『関節追尾で残像表示』 スポーツ関連の分析に適していそうです。 【 デプスカメラの情報に基づいて音響オブジェクトに変換するサイボーグインターフェースの試作版です。 出し惜しみするわけではないのだが、トラ技８月号の原稿に収まりきらなかったため、マーカー方式、サイバーアイ、コンターマップ等は再度機会を変えて公開をしたいと思います。 |
【ランダム・ドット利用】【音響計測バージョン】『ランダム・パス・ホロフォニック・センサ』【予告】Kinectのデプス・カメラで使われているランダム・ドットを音響分野に応用しました。ページ・トップの【はじめに】をご参照ください。【公開予定日】6月21日 ★計測原理のみの学会発表となります。詳細設計方法の開示には受託研究契約が必要です。 |
【μ-ARsensor】『マーカー式拡張現実のオリジナル・アルゴリズムを構築開始』(第１次試作2012/02/05/～)Microsoft社のKinectセンサは、骨格抽出、デプスバッファに加え、画像キャプチャーも行うことができます。 骨格抽出とNyARToolKitのようなマーカー方式を両方同時に使いたいと考えたのですが、GPLライセンスには全ソース公開義務の制約があります。 MicrosoftのKinect for Windows SDKに頼る限り、それは不可能だし。 なら、『一からオリジナル・アルゴリズムでコーディングすればいいんじゃないの？』と考えました。 現状、キャプチャー画像からの太線枠抽出(矩形波相関トリガ・フィルタ)、輪郭点座標リストから線分抽出(オリジナル高速最小二乗法)を Excel VBAでコーディングして動作を確認。将来的にC#、JavaScriptに移植の予定です。 この線分抽出の部分は世の中ではHough(ハフ)変換と呼ばれ、候補ベクトルを投票していく多数決型らしいです。 なんか昔のあんまり考えていない逆問題プログラムみたいな感じで好きになれそうもないのでソース無視して自力で書きます。  |
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「たった２４時間でマスターできる電子回路技術」
掲載日 /2008/12/29/ 何かパソコンに接続する計測機器を開発しようとすると、技術者の分業化が進んでしまっているために大掛かりなプロジェクトになりがちです。世の中の大半の企業では、ソフト屋（アプリケーション、組み込み）、ハード屋（アナログ、ロジック設計、マイコン、電源）、さらには基板屋（アートワーク）までと、細かく分業化が進んでいます。ちょっとした機器開発に４、５名のエンジニアが必要になることもあります。人が増えると意思疎通に必要な会議時間も増え、開発期間も長くなってしまいます。当然、開発費は膨らみます。世界的に不景気なご時世に、このような大型開発プロジェクトはもうあり得ないと思いませんか？ ではどうすればよいのか？答えは共有の知識を持ったHyper-Generalistを大量生産することです。 電子回路技術（ハードウェア、ソフトウェアとも）の未経験者がシステム設計・開発に必要なエッセンスを修得するのに必要な時間は恐らくたったの２４時間程度だと思います。三日坊主という言葉がありますが、１日８時間なら三日坊主にならずにすむでしょう？アナログ系電子回路の基礎 (１時間)、ディジタル系電子回路の基礎（１時間）、・・・・・と順次まとめていく予定です。（記事を書く方は三日坊主になる可能性大ですが．．．） 「アナログ系電子回路の基礎」、「ディジタル系電子回路の基礎」について紹介します。内容は、アナログは取りあえず試作回路を製作するのに必要な知識程度 、ディジタルはCPLDやFPGA開発ツールのライブラリの動作が理解でき、必要であれば自分で新しいライブラリを作成するのに必要な知識程度をまとめました。市販ユニットやモジュールの利用やマクロ・ライブラリの利用だけでも一見なんとか仕事ができそうですが、これでは計測につきもののトラブルを解決する能力がまったくありません。ここは面倒くさくても基礎の理解を深めてください。 |
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●アナログ系電子回路の基礎
(1時間目) written by
Tomoaki Ueda (上田智章) 掲載日 2008/12/29 ■アナログ系電子回路図で使うことが多い記号 ■オペアンプの基礎 ■オペアンプの性質 ■オペアンプの電源の処理 ■アナログ・コンパレータ ■ボルテージ・フォロワ ■アクティブ・グランド ■反転増幅器 ■非反転増幅器 ■差動増幅器 ■入力バイアス電流の小さな差動増幅器 ■計装用アンプ(instrumentation amplifier) ■電流/電圧コンバータ ■電圧/電流コンバータ ■積分器 ■正帰還型ロー・パス・フィルタ ■AD823を単電源で使う全波整流回路 ■AD633を使った同期検波回路 |
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●ディジタル系電子回路の基礎
(2時間目) written by
Tomoaki Ueda (上田智章) 掲載日 2009/01/09 最終修正日 2009/01/12 ■基本ゲート・ロジック (Basic Gate Logic) ■コンバータ (Converter) ■インバータ (Inverter) ■シュミット・トリガ (Schmidt Trigger) ■バッファ (Buffer) ■AND (論理積) ■NAND ■OR (論理和) ■NOR ■XOR (exclusively OR 排他的論理和) ■XNOR ■VCCとGND(グランド) ■論理の等価変換法について (ド・モルガンの公式) ■入出力ピン (Pin) ■ピンとバッファ ■デコーダ (decorder) ■INV-AND-OR-treeを理解せよ！ ■セレクタ ■プライオリティー・エンコーダ ■XORとINV-AND-OR-tree ■加算器 (adder) ■高速加算器を作るためのキャリー・ルック・アヘッド回路 (Carry Look Ahead) ■インクリメント (increment) ■ディクリメント (decrement) ■レジスタの活用 ■RSフリップ・フロップ ■レジスタとラッチ (registerとlatch) ■これだけは押さえておきたいレジスタのバリエーション ■非同期カウンタとその欠点 ■同期式カウンタ（アップ・カウンタとダウン・カウンタ） ■シフト・レジスタの構成法とその用途 ■ステート・マシン ■シーケンサ ■マイコンもどき |
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【μ-iVoice】『JavaScript音声合成エンジン』(第２次試作2011/12/29/～2012/01/09/)μ-iVoiceはプラグインに頼らずにJavaScriptだけでシンセサイザ / 音声合成 / ボーカロイドをホームページに実装するAPIです。 ハードウェア技術であるDDS(Direct Digital Synthesizer)の変形アルゴリズムで実現しました。 Version0.06では、音声データをAI学習させたデータを使用していましたが、Version0.07以降は音声データをブラウザ上で加工する方式に変更しました。 今後は音質改善に取り組みます。 現状は漢字⇒かな変換辞書機能を実装しました。 抑揚を付けるための簡単な制御文字も持っています。自動抑揚変換も開発中です。 対応ブラウザは、Google Chrome、Mozilla Fire Fox、Apple Safariです。IEは.wav形式オーディオファイル再生に対応していないので利用できません。将来的には、ブラウザにNaCl(Native Client)＋Pepperが標準実装されるようですから、漢字入力から発音させるまでを全部ブラウザ上で行うことも可能でしょう。テキスト化したMIDIデータから演奏する機能も備えています。 ●【web.fc2.com】【μ-iVoice】 ●【geocities.jp】【μ-iVoice】 ●【sites.google.com】【埋め込みμ-iVoice】 AlteraのMaxIIで音声合成機能の実装試験中です。写真(右下)は、無拘束で入浴中の人の心電図を計測することができる『浴槽心電計』です。 μ-iVoiceにより、殆どコストアップせずにセンサ・プローブに音声アドバイス機能を実装することが可能になります。 【YouTube動画】初期の有線型 【最新試作基板】ワイヤレス型  【Agent統合計画始動】JavaScript音声合成エンジンμ-iVoiceと３次元グラフィックスモデルを統合して、著作権の心配なしに利用できるWeb Agentの開発をスタートさせました。企画に賛同いただいた女性音声の第１回目録音を終えて現在エディット中です。 そのうち、機を見て音声データベースとμ-iVoiceのJavaScript版およびVisual C#版のソースも公開する予定です。 たかはる画伯にご協力をいただき、２タイプの原画をいただき、現在３次元化の前検討をしている段階です。 既存モデルで雰囲気や３次元形状の概略の把握を行っている段階です。 ３次元メッシュにはこれから落としていくので早くて半年かかりそうですが。(なにしろ初心者なので) WebGLでMMD(MikuMikuDance)のPMDフォーマットの読み込みには成功しているので、 今後のCPU性能の改善とNaCl実装普及を期待して開発を進めるつもりです。 最終的には、広域分散処理ホログラム記憶方式AI Web Agentに接続する予定ですが、これはいつになりますかねぇ.... 何か強力な判断抑制アルゴリズム(道徳、倫理のようなロボット３原則にあたる行動抑制因子)が開発できないと、現状無理ですね。  |
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| ●スペクトラム拡散型センサ増感技術 | ●Holophonics Augmented Realityの試み | ●ムカデ咬傷の応急処置方法 | |
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広帯域利用可能なセンサを使って本来必要な情報帯域幅の100倍～10000倍というような測定帯域幅を使用して計測を行い、ジョンソンノイズ以下の10倍～100倍の分解能を持たせる増感回路技術に属します。現在、0.5～1nTのMRセンサで100倍増感を行い、高温超電導SQUID並みの超高感度を常温センサで目指しています。心電同期トリガ法と組み合わせて常温心磁計測システムを構築予定です。心磁の測定帯域幅はせいぜい100Hz程度です。これを1MHzの帯域幅を用いて計測。ディジタル変復調回路で分解能を100倍改善する技術です。 電子回路技術だけでデバイス感度を飛躍的に向上することができます。匂いセンサ、温度センサなど、いろいろなセンサに応用可能です。(東工大 特願2007-280739) |
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【Google翻訳の音声合成機能】Google翻訳にはwww.ispeech.orgのiSpeech APIのText-To-Speech[TTS]という読み上げ機能を利用したサービスが採用されています。非常に高品質の音声合成機能です。iSpeech APIは、インターネット接続可能で、音声入出力可能なデバイスなら利用できるように設計されたインターフェースです。まだ正式に利用できる訳ではなさそうですが、ちょっとページを独立して設けました。まだ、クロスドメインで利用できるブラウザはGoogle Chromeだけのようですが、実験の様子をわかるようにメモ【Google翻訳の音声合成[Text-To-Speech:TTS]の使い方】を残しています。 |
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【怪しい実験シリーズ①】モノポール発電機ちょっと怪しい実験も始めてみました。手始めはモノポール発電機。N-マシンに進みたいと思います。 |
【写真４】超小型モノポール発電機の実験 |
【各種拡張現実センサの開発】
どちらかと言うと、専用センサを開発するのがメインで、拡張現実センサの機能を付加しているという程度です。 |
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【Active Wave Barrier】【３次元アクティブ音響シールドへの適用】騒音と逆位相の音を出して騒音をキャンセルするActive Noise Controlが知られています。しかし、原理的に加算した逆位相音が騒音の入射方向に拡散するため、防音壁として利用しようとしても大きな反響音が出てしまう欠点がありました。 新技術はこれとは全く別の技術(対消滅壁)により、透過波だけでなく、反射波も抑制することができます。 右下にアクティブ音響シールド(Active Acoustic Shield)への応用例の効果説明を示します。 この技術を採用することで、音響、電磁波、ガンマ線などの波動現象におけるバリア、あるいはステルス人工素材が実現します。 アクティブ防音壁、人工静寂空間、防音室といった音響系技術だけでなく、電磁波、光波領域でも利用が期待できます。 |
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【WebGLのページ】JavaScriptでリアルタイム３次元グラフィックスが楽しめる時代の到来までもうすぐです。現在、Google Chrome12、Mozilla FireFox5、及び開発版のSafari、Operaで使うことができます。 WebGLは、JavaScriptエンジンv8とDirectXを利用して高速化したOpenGLを融合して構成されたものです。 2011年5月に指摘されたセキュリティー問題はありますが、処理速度の高速性から利便性も高いので、将来的には普及するのではないでしょうか？ ●WebGLとは？ ●事前準備：利用できるウェブブラウザは？ ●事前準備：FireFox5でWebGLが動作しない場合には？ ●WebGLのサンプル ●WebGLのデモ ●クロスドメインテクスチャーを将来も利用できる方法 |
【YouTube APIを使ったBGM playerの製作】広域分散処理型Web Agentの製作をしていますが、これに合わせてBGM playerモジュールもサーバー支援型からクライアント側管理に変更しようとしています。 従来はYouTubeを１日に２回程度巡回して動画の管理をしていましたが、Googleとクロスドメインでやり取りして、動画情報をクライアント側で受取り、管理しようとしています。 従来の簡単な造りからJSON形式で情報を受取り、SWFobjectを実装して再生する方式に変更しています。 これができれば、SWFobjectでGoogle翻訳のText-To-Speech(音声合成)をアクセスさせるつもりです。(現状はGoogle Chromeでしか音声合成できません。)SWFobjectを使うのは初めてだったので、現状のBGM playerで可能な要素を実現してコンパチブルに近づけるのに苦労しています。漸く近づいてきました。 |
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【WindowsでKinectセンサを使うには？⇒OpenNIの導入方法について】 |
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４月にアップしながらトップページに書くのを忘れていました。 Microsoft社のXBOX360用に開発されたモーションキャプチャーセンサKinectはUSBインターフェースを持っています。オープンソースのOpenNIを導入すればパソコンでもリアルタイム・モーション・キャプチャーが可能になります。 現状、OpenNIの導入が少し困難なので、メモ代わりに書き残しました。工夫次第で拡張現実アプリ開発が容易に行えると思います。 5月27日までに海外からの質問に対応して、英語版ページも用意しました。 |
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●【NyARToolkitCSで拡張現実センサを作ってみよう】 掲載日 /2010/11/16/ 追記 /2011/01/06/ 【１】【拡張現実で温度センシング】【トランジスタ技術 増刊サポートページ】1/5公開 ＣＱ出版 トランジスタ技術【増刊】『今すぐ使える パソコン計測ＵＳＢマイコン基板』の付録基板とNyARToolkitを使って拡張現実センサを試作してみました。ソースを公開中です。 付録基板に内蔵の温度センサを使った拡張現実の実験を行いました。付録基板にマーカー(登録マークを印刷した紙)を貼り付けるだけです。電子回路製作を製作する必要はありません。 NyARToolkitCSはウェブカメラで撮影された実写画像内に写っている登録マーカーをリアルタイムに検出し、マーカーの３次元座標変換マトリックスが得られる便利なライブラリです。動画のようにパソコンで実写画像上に計測値に応じた３次元グラフィックスを重畳表示することが可能です。Microsoft社の無償ダウンロード開発ツールVisual C# 2008 Express Editionを使ってソースをビルドして評価実験を行うことができます。 |
 【写真】付録基板  【写真】付属基板裏面にマーカーを貼り付けたところ |
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【２】【拡張現実で高周波磁界/超音波センシング】【トランジスタ技術2011年2月号記事】1/10発売 オープンソース(GPLv3)の拡張現実(AR:Augmented Reality)開発用ツール[NyARToolkitCS]のサンプルプログラムSimpleLiteDirect3dを改編して、ウェブカメラで撮影した実写画像上のマーカーを検出した位置に３次元グラフィックスを重畳表示する拡張現実センサの実験を行いました。 高周波磁界強度/超音波センサを製作し、付録基板経由でパソコンに取り込んでいます。リアルタイムに表示を行うことができました。 YouTubeにテスト中の動画をアップしました。ソースを公開中です。無償ダウンロードできるMicrosoft社のVisual C# 2008 Express Editionでビルドを行う必要があります。 ■高周波磁界・超音波プローブ【第３次試作】その１ 30万画素ウェブ・カメラ使用 ■高周波磁界・超音波プローブ【第３次試作】その２ 300万画素ウェブ・カメラ使用 ■高周波磁界・超音波プローブ【第３次試作】その３ DirectXプログラミングの練習(ちびミク) ■高周波磁界・超音波プローブ【第３次試作】その４ DirectXプログラミングの練習(３Ｄゲージ) 
 【説明】画面左のコイルで周波数20kHzの高周波磁界を発生させています。 出力はテーブル上で実験するために絞りました。せいぜい５W(300mA)程度です。 (実験してみて市販IH機器ではパワーが強過ぎたのでここまで出力を絞りました。) リアルタイムにキャプチャー画像からHiroと書かれたマーカーを検出して、その座標変換 マトリックスを求めています。マーカーを基準としてセンサの相対的位置がわかるので、 測定値(20kHzの磁界強度)に応じて球体の色を変えて表示しています。 磁界の強さは赤:10mGaussに相当します。センサは10kHz～100kHzの磁界測定が可能です。 |
 『NyARToolkitCSで拡張現実センサを作ってみよう』 ARToolKitを使えば手軽にAR(Augmented Reality：拡張現実)を実現することができる。計測の分野でポピュラーになる日は近いだろう。NyARToolKitはC#でmanaged DirectXを使うことができるので、非常に使いやすくお勧めだ。リアルタイムにキャプチャーと表示ができるようになる。医療用内視鏡や建築用計測機器で威力を発揮するだろう。 |
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【３】【センチネルリンパ節検出用磁気プローブ】 /2011/01/21 【説明】乳がんの転移診断に使うセンサです。局注した磁性流体(リゾビスト、フェリデックス)の体内滞留位置を調べるセンサです。鉄量10～20μｇの滞留位置を検出する感度を有します。 最近の医学研究では、癌の転移はリンパ液の流れにのって剥離した癌細胞が流されて転移が発生するとされています。このため肺がん、乳がん、食道がんの摘出手術時には、癌転移を警戒して腫瘍周辺部にあるリンパ節を全て切除する郭清(かくせい)が行われています。しかし、郭清は患者さんには負担がかかるので、手術中に最も転移確率の高いセンチネルリンパ節を探し、摘出して、すぐに生検を行い、このリンパ節に転移がなければ他のリンパ節は温存するセンチネルノード・ナビゲーション手術が行われるようになってきました。米国では放射線の取扱いがラフなので、放射性物質をマーカーとして使う方法が主流ですが、日本では法規制のため大病院に限られています。 このセンサは既に肝臓がんMRI診断用に承認済みのリゾビストやフェリデックスをマーカーとする方法です。既に秋田大学では200例の臨床試験が行われています。 短いですが、Augmented Realityによる拡張現実表示モードの動画です。綿棒の先端に鉄量100μg程度の磁性流体をつけてバラックで実験しました。センサ・プローブは検出値が大きいほど高い周波数の音が出るスタンド・アローン・モードと、拡張現実(Augmented Reality)を使った可視化モードを持っています。 |
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NyARToolkitCSでMikuMikuDanceの標準モデルPMDを拡張現実【ソース公開】MikuMikuDanceのポリゴンモデルデータ(PMD: Polygon Model Data)ファイルを読み込んで拡張現実を体験するソフトの製作をしています。Sphere Mappingを含めて全ての標準モデルの表示ができるようになりました。 下に動画を用意しました。Visual C# 2010 Express Edition(無料ツール)のプロジェクトファイルを公開しています。 現在、表情処理のコーディングを行い、表情実装機能確認テストを行いました。その後、ボーン制御のコーディングに進みます。 【トランジスタ技術 増刊】『今すぐ使える パソコン計測ＵＳＢマイコン基板』の付録基板の内蔵温度センサを使った拡張現実に反映する予定です。 
 
 下段右端はpironさんのMikuモデル。未対応のファイル名形式を使用のモデルだが、デバッガーでエラーを抜けて表示してみたところ。 Sphere Mappingについてもトライしました。(下段中央)【YouTube動画】いよいよ表情処理のコーディングを開始。 |
●Excel VBA版１次元/２次元音響FDTDシミュレーションのソース公開YouTubeで要望のあった音響FDTDシミュレーションのソースと使い方を公開しました。音響FDTDの原理自体はどこかに書いていたかもしれませんが、様々なシミュレーション結果や理論等をこのページに追加していく予定です。 今後、段階的に音響系技術の公開を実施していく予定です。   
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●VBAで３次元CG（５時間目） written by
Tomoaki Ueda (上田智章) 掲載日 2009/01/22 最終修正日 2009/10/03 ■３次元グラフィックス ■VBAの利用準備 ■VBAでの画像表示法 ■bmpファイル形式 ■２Dピクセル描画 ■Zソート ■Zバッファ ■３Dピクセル描画 ■２D直線描画 ■３D直線描画 ■RGB補間直線描画 ■スキャンライン描画 ■三角形描画 ■任意多角形描画 ■テクスチャーマッピング ■クリッピング ■透視変換 ■ライティング ■シャドーイング ▽フォン・シェーディング 2009年４月22日にGoogleが発表したブラウザ用３Ｄグラフィックス・プラグイン（Ｏ３Ｄ）を試しに使ってみたところ予想以上の動作速度だったので、JavaScriptに変更予定をしています。Google Chromeだけでなく、IEやFirefoxでも使えます。動作速度もデモ１やデモ２、デモ３(デモを実行するにはＯ３Ｄのダウンロードが必要です。)に示すように結構速いのでかなり有望だと思います。将来的には医療・福祉分野に投入可能な単独判断も下す広域分散処理型エージェントに改良予定です。 Google O3Dへの移植のためにDirectXやMikuMikuDanceの構造体を参考にしてExcel VBAでMikuMikuDanceのモデルを閲覧できる３次元グラフィックス・ライブラリを新規に開発し、3Dビューワーを製作してみました。取り敢えず、陰面処理をかけてグローシェーディングによるポリゴン・フィルとテクスチャーマッピングが行えるようになりました。透視変換も実装しました。光源計算も2009/10/02現在、仮実装を完了しました。下の図はその出力結果です。表情[skin]、Bone等はまだですが、現状２３時間ほどのコーディング＆デバッグ作業でMikuMikuDanceのPMDデータから下の様なイメージを得ることができるようになりました。DirectXやWin32APIは使っていません。全てソフトウェア処理による描画です。 詳細は以下のドキュメントに記載しています。ご参考まで。 【参考１】MikuMikuDanceモデルデータの構造とExcel VBA 3Dグラフィック・ライブラリ[NTL_3DGraphic.bas] 【参考２】Excel VBA 透視変換処理の原理説明とVBAソース 【参考３】鏡音リンを光源計算付きで透視変換表示するExcel VBAのソース[NTL_3DGraphic.bas付き] 
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【現時点での予定】 ●Quartus II Web Editionの使い方(３時間目) written by Tomoaki Ueda (上田智章) DownloadとInstall、回路図エディタの使い方、階層構造設計の仕方、回路シミュレーションの方法、UFMの使い方 知っておくと便利なマクロ、高速回路設計のポイント等 ●VBAの使い方（４時間目） written by Tomoaki Ueda (上田智章) 最低限度の文法、セル値の読み出しと書き込み、フォーム部品の使い方、 Win32APIの使い方 (sndPlaySound GetTickCount ・・・・・・・) FTDI社FT232RL、FT245R、FT2232の使い方 |
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●「超電導量子干渉素子を使った高感度磁気センサのお話」
掲載日2009/01/19 SQUID (Superconducting Quantum Interference Devices) written by Tomoaki Ueda (上田智章) ■SQUIDとは？ ■SQUIDのデバイス構造 ■SQUIDのデバイス特性 ■IV特性 ■ΦV特性 ■環境磁気ノイズについて ■ピックアップ・コイルの種類 ■FLL (Flux Locked Loop) ■磁気変調方式FLL ■Drung方式FLL（Slope Lock方式） ■超ワイド・レンジ遷移カウント方式高精度FLL ■超ワイド・レンジ超高速２相カウント方式FLL ■素子特性試験器の回路図 ■FLLの回路図 ■脳磁（MEG：Magneto-Encephalograph） ■心磁（MCG：Magnetocardiograph） ■心磁計測方法 ■心電図同期加算方式によるノイズ除去 |
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| 2007/12/25 車の侵入をパッシブに検出する高感度磁気センサ (MRセンサでもここまでできる。) | |||
【心電計キットの販売は終了いたしました】以前BioSignal社が販売していた心電計キット(写真１下)と比較して若干小型化(写真１上)され、大幅にコストダウンしました。 ●入力１ｃｈ、ACカップリング、フォトカプラ絶縁 ●USBインターフェース(電源はUSBから供給。ECGアンプとマイコンはオンボード絶縁電源経由で供給。) ●ソフトウェア公開(C#) ダウンロードはこちら 関連ドキュメント(回路図を含む)はこちら ●ECGアンプは汎用OPアンプで構成。 ●電極は2mmφの医用のものが接続できますが、ホームセンターなどで購入できるステンレス製の金具でも利用できます。 ■ ※ソフトウェアの表示画面例を示します。(ボタンをクリックするとき波形が乱れるので一人で測定するのは無理かも。) 写真１ 写真２ 表示画面例１ 表示画面例２ 
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【警告：ネットは匿名ではない。サイト運営における完全パッシブ企業研究動向調査方法について】 記載日 /2009/02/20/ 情報提供サイトを利用した新しい合法的研究動向調査方法をご紹介します。マーケティングにも有効でしょう。   【2009年12月前半の当サイトへのアクセス元地理座標】Web Agent Mikuによる見守り調査結果の出力例(geo-location) Web Agent Mikuは１つのIPアドレスを一人の個性として扱い、健康､学習進捗度等をパッシブに見守るウェブ･エージェントです。 IPアドレスだけではご覧のように誤差が大きいのですが、ドメイン名も含む推定で会社などは事業所を絞り込むことができます。 上図にはPanoramio及びMikuMikuDance関連コンテンツを含みます。海外からのアクセスでは翻訳エンジン利用で読む人もいます。 このシステムは対象コンテンツ毎の検索が行えるのでメーカーや訪問された目的の調査も行うことができます。 |
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