AUD-01 AUDITORY UNIT

AUD-01 AUDITORY UNITは、森野詩葉の左右耳から周囲の音を取り込み、方向感と会話音声をSHIHA COREへ届ける聴覚ユニットです。外装耳は受動的な音の入口としてだけ使用し、人工外耳道、密閉音室、MEMSマイク、基板、配線は内部フレーム側へ固定します。

外装耳 → 人工外耳道 → 密閉音室 → MEMSマイク

外装と内部フレームの隙間を音響空間にせず、入口からマイクまでを一つの閉じた音響経路として構成します。

AUD-01の役割

左右独立の環境音・会話音声入力を提供する。
左右の時間差と音圧差を保持し、音源方向推定へ利用できるようにする。
外装耳の形状を音響入口として利用しつつ、マイクを外装から分離する。
ファン、サーボ、首機構、VOC-01による自己雑音を抑える。
外装を取り外してもマイク位置、音室、配線を維持する。
左右マイクをMIC-L / MIC-Rとして独立経路でBODY側へ接続する。

基本構成

構成	役割	取付境界
Exterior Ear	外界の音を集める受動的な入口	外装側。機器と構造荷重を持たない
Acoustic Inlet	耳孔と人工外耳道を再現性よく接続する	外装と内部フレームの境界
Artificial Ear Canal	入口音を密閉音室へ導く	内部フレーム側
Sealed Acoustic Chamber	マイク前面の音響条件を安定させる	内部フレーム側
MEMS Microphone	左右の音を電気信号へ変換する	内部フレーム側
Mic PCB / Wiring	信号処理・接続を行う	内部フレームからHead I/O / HT-01へ

外装と内部フレームの境界

外装耳と内部フレームの間には着脱のための隙間が必要ですが、その空間をそのまま音室として使用しません。耳孔からMEMSまでを閉じた経路にし、外装を装着したときだけ柔軟なガスケットで音響的に接続します。

ガスケットは独立気泡系の柔軟材を基本候補とする。
外装着脱時に人工外耳道やマイクへ無理な荷重をかけない。
外装位置の小さな誤差をガスケットで吸収し、再装着後の音響条件をそろえる。
外装とフレーム間の空洞へ吸音壁・遮音シールを設ける。
顔・頭皮外装を外してもマイク、PCB、配線、音室を動かさない。

ガスケット材、圧縮率、接触幅、音響抵抗は未確定です。外装着脱性と密閉性を両立できる範囲を試験片で決定します。

左右独立構成

左耳と右耳は、入口、外耳道、音室、MEMS、信号経路を完全に独立させます。頭部内部で音室を連通させず、左右の到達時間差と音圧差を保存します。

系統	経路	原則
LEFT	左耳 → 左人工外耳道 → 左音室 → MEMS-L → MIC-L	右系統と非連通
RIGHT	右耳 → 右人工外耳道 → 右音室 → MEMS-R → MIC-R	左系統と非連通

左右の外耳道長、音室、MEMS位置、ゲインを可能な限りそろえる。
左右差をソフトウェアだけで補正する前に、機械・音響差を測定する。
組立・交換後は左右レベル、位相、ノイズフロアを再校正する。
左右信号を頭部内でアナログ合成しない。

密閉音室

密閉音室はMEMS前面の小さな空間を一定に保ち、頭部内の空洞や外装隙間による不規則な共鳴を避けます。音室を大きな共鳴箱として使うのではなく、左右で再現可能な入力条件を作ることを優先します。

音室とMEMSの音孔をずらさず、接着剤やガスケットで塞がない。
不要な鋭い共鳴を避け、会話帯域の明瞭度を確認する。
外耳道、音室、MEMSの接続部から頭部内音が侵入しないようシールする。
清掃・交換時に音室内へ異物を残さない。
音室容積と形状は実測比較後に確定する。

自己雑音と振動対策

雑音源	主な経路	AUD-01側の対策
NAS-01ファン	構造振動・空気伝搬	防振、吸音壁、音室密閉、運転状態の参照
EYE-01サーボ	内部フレーム振動	取付部分離、配線固定、駆動タイミング記録
首機構	FM-01 / HEAD-IF経由の振動	機械絶縁、接触部のガタ抑制、動作状態の参照
VOC-01	空気伝搬・構造伝搬	音響経路分離、振動分離、AEC参照信号
配線	擦れ・引張・筐体接触	サービスループ、固定点、可動部からの分離

吸音材だけで自己雑音を解決せず、発生源、伝搬経路、受音部を分けて対策します。吸音材の材質、厚さ、配置は、通気、発熱、整備性を含めて試験後に決定します。

VOC-01とAEC

VOC-01が発声すると、その音は環境音と同様に左右耳へ到達します。物理的な遮音で自己音声を完全に消すのではなく、VOC-01へ送った出力PCMを参照信号として使うAEC（Acoustic Echo Cancellation）と組み合わせます。

VOC出力PCMをAECの基準信号として利用する。
物理分離で回り込みを減らし、残留成分をAECで抑える。
AEC前の原音、AEC後の音声、発声状態を区別して評価する。
遅延、残響、下顎位置、外装装着、ファン状態ごとに性能を確認する。
AEC実装方式と処理位置は未確定とし、Head I/Oまたは胸部側で比較する。

MIC-L / MIC-R接続

区間	接続原則
AUD-01	MEMS-L / MEMS-Rと必要な局所PCBを内部フレームへ固定する
Head I/O	左右信号、電源、状態を管理し、左右独立性を維持する
HT-01	MIC-L / MIC-Rを首可動部へ通し、電源・サーボ・VOC配線から分離する
HEAD-IF-01	通信系として着脱し、完全接続確認後に入力を有効化する
胸部 / CORE側	収音、AEC、方向推定、音声認識へ渡す

MIC-L / MIC-Rを独立入力として維持する。
VOCスピーカー線、サーボ線、ファン線から距離を取り、交差は最小化する。
首可動で配線が擦れたり引っ張られたりしないサービスループを設ける。
接続不良時は左右取り違え、片側欠落、ノイズ増加を検出できるようにする。

開発段階

段階	内容	状態
AUD-P0	人工外耳道、音室、MEMS前面形状の単体比較	PLANNED
AUD-P1	内部フレーム固定、外装ガスケット、シール、配線の統合	PLANNED
AUD-P2	ファン、眼球・瞼、首動作、VOC発声中の自己雑音試験	PLANNED
AUD-P3	左右ITD / ILD、AEC、音声認識、方向推定の統合評価	PLANNED

試験項目

MEMS単体の感度、ノイズフロア、周波数特性を測定する。
人工外耳道と音室を追加し、会話帯域と共鳴を比較する。
外装着脱前後で左右感度と周波数特性の再現性を確認する。
ファン、サーボ、首、配線接触による自己雑音を個別に測定する。
VOC-01発声中の回り込みとAEC残留音を評価する。
左右ITD / ILD、音源方向、会話音声認識を確認する。
分解・再組立後に左右校正が再現できることを確認する。

安全・保守

耳孔へ異物や清掃液を押し込まず、外装と音響経路を分離して清掃する。
MEMS音孔を接着剤、塗装、ガスケット、吸音材で塞がない。
外装取り外し時にガスケット、外耳道、配線を引き裂かない。
マイク交換後は左右識別、感度、位相、ノイズ、密閉を再確認する。
ファンやVOCの異常音を環境音として誤認しないよう状態情報と照合する。
大音圧試験ではマイク定格と周囲の聴覚安全を守る。

現在の状態

Record Status	CURRENT
Development Status	DESIGNING
確立済み	外装耳は受動入口、人工外耳道→密閉音室→MEMS、左右完全独立、内部フレーム固定、閉じた音響経路、MIC-L / MIC-R
設計中	外装ガスケット、吸音壁、シール、防振、配線固定、VOC出力PCMを用いるAEC
未確定	外耳道寸法、音室容積、MEMS部品、PCB、ガスケット材・圧縮率、吸音材、取付位置、AEC処理位置、合格基準
次工程	AUD-P0用の左右同形試験体を作成し、外耳道・音室・MEMS構成を比較する

公開画像は外装耳と音響経路の理解に必要な範囲をPUBLIC / CURRENT / CONCEPT VISUALIZATIONとして掲載します。内部マイク基板、配線詳細、実装上の秘匿情報はTECHNICAL EDITまたはINTERNALへ分離し、画像を仕様本文の代用にはしません。