第7回 世阿弥の物学、動きの物理学

2010年11月

第7回 世阿弥の物学、動きの物理学 能の所作とQMEMS6軸センサ

室町時代、世阿弥によって完成を見た「能」は、独特な所作(動き)により存在感を際立たせ、幽玄の世界を表現しています。また、徹底した様式美の世界でもあるため、師匠から弟子へ、寸分違わぬ動きが伝承されています。
能の世界では、目や脳を使って動きの伝承を行いますが、エレクトロニクスで、物の動きを正確に捉えて記録する技術といえば、モーションセンシング&トラッキング。近年は、複雑な人間の動きを高精度に捉えるセンサがキーテクノロジーとなっています。
たとえば、エプソントヨコムのQMEMS技術を用いた独自のセンシング素子から生まれた水晶ジャイロセンサは、小型・高精度・高安定により、モーションセンシングの可能性を拡大するものとして大いに注目されています。

極限の緊張から生まれる安定性とバランス

能は仮面劇の一種であり、微妙に顔の角度を変えることにより、装着した面に生まれる陰影の違いで喜怒哀楽を表現するという、繊細な芸能です。芸術性の高い衣装などとも相まって、えもいえぬ幽玄の世界が表現されています。
足底を床と水平に保って移動する摺り足と水平方向の円運動が、能の動き(所作)の大きな特徴。これらの所作は、体躯を軸にして重心を低く安定させた「カマエ」という姿勢を基本としています。このカマエは、一見するとただ立っているようですが、実はそうではありません。動こうとする方向へ踏み込む力や体を支える力など、さまざまな力を腰で均衡させた結果、静止しているのです。力学的に絶妙なバランスが取れているため、次の瞬間どの方向に動いてもブレることなく、あたかも水面を歩いているかのような、神秘的な動きが可能です。


極意はセンシング&トラッキング

能は、序破急という3段階で構成され、序盤は静かに、中盤は変化を持たせ、終盤はスピーディになってピタッと止まるように終わります。単調なように思いがちですが、動きや速度のレンジは意外と広域。様式的でシンプルに見える基本所作も、たとえば「ヒラキ」は、両手を体躯を軸とした回転運動で開きながら後退するなど、体の動きとしては複雑です。にもかかわらず、熟達した能楽師になると動きは機械のように正確で、同じ所作を何度繰り返しても、その動きは寸分も違わないといわれています。
もちろん、そのようになるまでには長年の修行が必要です。世阿弥が著したとされる『花伝書』には、能の極意は「物学(=ものまね)」であるとされています。弟子は師匠の動きをひたすら目で追い(=センシング)、まねて(=トレーシング)、覚え(トラッキング)ます。

センシング高難度な人の動き

エレクトロニクスの世界では、モーションセンシング&トラッキングに用いられるジャイロセンサや加速度センサは、今や欠かすことができません。カーナビの位置測定やデジタルカメラの手振れ防止機能などのほか、近年では、携帯電話やゲーム機のモーション操作、PND(パーソナルナビゲーションシステム)など、直接間接に人の動きをセンシングする用途も増えています。
人のモーションセンシングは、機械に比べて格段に複雑です。たとえば、立ち止まっていた次の瞬間、前後左右どの方向にも移動が可能です。歩いたり、走ったり、乗り物に乗ったりと、移動スピードもさまざま。高層ビルにも地下にも行きます。
このように、予想しづらく変化の幅が広い動きを正確に検知するには、幅広いレンジに対応し、なおかつ安定的に機能するセンサが必要です。

モーションセンシングの新たな地平へ

エプソントヨコムでは、複雑かつ高精度なモーショントレース&トラッキングを目的としたジャイロセンサや、3軸のジャイロセンサと3軸の加速度センサをワンパッケージ化した6軸センサ『AH-6100LR』を製造しています。
これらのセンサは、QMEMSによる独自のダブルT構造のセンシング素子を使用する事で、温度変化に対して高い安定性を持ち、高精度・ワイドレンジのセンシングを実現しています。また、QMEMSは製品の小型化にも大きく貢献しています。AH-6100LRは、3軸のジャイロセンサと、3軸の加速度センサを内蔵した製品としては、世界最小クラスのサイズを実現しています。
今後は、新たな技術ニーズに合わせ更に製品のラインナップを広げるなど、エプソントヨコムはモーションセンシングに新たな地平を拓いていきます。


QMEMS ジャイロセンサ

XV-3700CB

  • 低速モード/高速モードを1パッケージでセンシング可能
  • 2出力同時出力に対応
  • 低ノイズレベル
  • 高ゼロ点安定性
項目 仕様
動作検出範囲 Output1 +/-1500 deg/s
Output2 +/-300 deg/s
感度 Output1 0.8mV/(°・s-1)
Output2 3.624mV/(°・s-1)
ノイズ密度 0.005(deg/s)/√Hz Typ.
動作温度範囲 -10℃~+60℃
動作電圧 2.7V~3.3V
消費電流 2.0mA Typ.
外形寸法(mm) 5.0×3.2×1.3t

6軸センサ(3軸ジャイロセンサ+3軸加速度センサ)

AH-6100LR

  • 81dB~83dBのワイドダイナミックレンジ(200kHz帯)
  • 小型・SMD
  • 低消費電流
  • 高精度アナログ出力
  項目 仕様
ジャイロ部 動作検出範囲 ±1000deg/s
感度 1mV/(°・s-1)
ノイズ密度 0.006(deg/s)/√Hz
基準出力(Vr) 1350mV
加速度部 検出範囲 ±3G
感度 400mV/G
ノイズ密度 75µG/√Hz
OG出力 1500mV
一般項目 動作温度範囲 -20℃~+80℃
動作電圧 2.7V~3.3V
消費電流 6.1mA
外形寸法(mm) 10.0×8.0×3.8t

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