SHIHA HEAD UNITは、森野詩葉の外見、視覚、聴覚、発声、吸気、頭部外装、首接続を統合する頭部開発領域です。HU-00 HEAD UNIT Integrationを統合正本とし、個別ユニットを単独で最適化するのではなく、限られた頭部空間の中で干渉、重量、重心、配線、空気経路、着脱、整備性を一体管理します。
外装は森野詩葉のIdentityを表し、内部フレームはすべての機能を支える。
外装シェルへ機器を直接固定せず、外装を外しても頭部機能が内部フレーム単独で成立する構成を基本とします。
HU-00の役割
- 頭部外形と内部フレームの基準座標を統合する。
- EYE、AUD、VOC、NAS、Head I/O、首接続の配置と干渉を管理する。
- 重量、重心、支持点、配線、吸排気、サービスループを管理する。
- 各モジュールの着脱方向と整備手順を統一する。
- 外装、髪、眼球、瞼、口、耳、鼻の見た目と機構を整合させる。
- HEAD-IF-01を通じてBODY側の電源、通信、Air、安全確認へ接続する。
HU-00は個別機構の詳細ページを置き換えません。絶対座標、搭載包絡、重量・重心、干渉、安全、保守性を統合し、各サブユニット固有の構造や部品は個別ページで管理します。
頭部基準寸法
| 項目 | 現行基準 | 扱い |
|---|---|---|
| 頭高 | 180mm | HU-00 Geometry Datum |
| 頭幅 | 135mm | 耳を除く |
| 最大幅 | 153mm | 耳を含む |
| 奥行 | 163mm | 鼻先から後頭 |
| 眼孔中心間 | 52mm | 左右各X=±26mm |
外形の上位基準はG0 Identity Headです。承認済みの正面Identity MasterとRIGHT / TOP / REARを用いて専用3D頭部へ移行します。ただし、G0の現在形状を無修正で完成外装として採用することは未確定です。TRIPO等の生成結果は意匠マスター候補であり、正式寸法、左右対称、眼孔、口腔、耳、首接続へ合わせてBlenderで検証・修正します。
頭部の基本構成
| 層 | 構成 | 役割 |
|---|---|---|
| 外装層 | 顔、頭皮、耳、鼻、口、瞼、髪 | Identityと外観。構造荷重・機器荷重を負担しない |
| 位置決め層 | 基準面、位置決めピン、磁石、小ネジ | 外装を再現性よく着脱する |
| 内部フレーム | FM-01と各サブフレーム | 眼球、マイク、発声、ダクト、基板を支持する |
| 首接続 | HEAD-IF-01 / HT-01 | 機械、電源、通信、吸気、排気、接続確認をBODYへ渡す |
- 磁石は保持用とし、位置決め精度や構造荷重を磁石だけへ依存させない。
- 外装の眼孔と瞼は、顔表面ではなく眼球中心座標を基準に整合させる。
- 外装を外した状態で、各機能の試験・交換・調整ができる構成とする。
- 配線、空気経路、モジュール着脱方向が互いに交差しないよう統合管理する。
搭載するサブユニット
| ID | 名称 | 統合上の役割 |
|---|---|---|
| FM-01 | HEAD FRAME | 頭部座標、支持、サブフレーム、荷重、干渉の基準 |
| EYE-01 | VISUAL UNIT | 左右眼球カメラ、虹彩、瞳孔、光学窓、瞼 |
| AUD-01 | AUDITORY UNIT | 左右耳マイク、人工外耳道、音室 |
| VOC-01 | VOCAL UNIT | スピーカー、密閉BACK BOX、PLENUM、導音管、人工口腔 |
| NAS-01 | NASAL / AIR INTAKE UNIT | 左右鼻孔から全身冷却系へ接続する主吸気口 |
| Head I/O | HEAD INTERFACE CONTROLLER | 頭部センサー、サーボ、音声、状態確認の局所I/O |
| HEAD-IF-01 | HEAD / BODY INTERFACE | 頭部全体の着脱と6系統接続 |
| HT-01 | HEAD TRUNK | 首可動部を通る電気束・信号束・空気経路 |
頭部に置かないもの
頭部は感覚と発声へ専念し、Raspberry Pi 5、UPS、大容量電源、主要演算機を搭載しません。これらは胸部へ配置し、頭部の重量、発熱、重心、保守負担を減らします。旧設計のPi-in-headは現行仕様として復活させません。
- 頭部：カメラ、マイク、スピーカー、サーボ、必要最小限のHead I/O
- 胸部：Raspberry Pi 5、UPS、電源分配、主要制御、発熱機器
- 外部：SHIHA CORE、SPC-01、SDB-01などの演算・電源・支持設備
EYE-01 / 視覚
EYE-01は左右独立の可動眼球カメラです。眼球外径は26.4mmを採用し、瞼内有効径27.6～28.0mmを基準にします。透明外殻、白目、虹彩、透明瞳孔、中央光学窓、カメラ光軸を同一中心系で管理します。
| 項目 | 現行基準 |
|---|---|
| 眼球外径 | 26.4mm |
| 透明外殻 | 0.5～0.8mm |
| 白目後退 | 0.4～0.7mm |
| 角膜の見かけ突出 | 0.7～1.0mm |
| 虹彩径 | 12.0～12.5mm |
| 虹彩面位置 | 外面から1.0～1.5mm |
| 透明瞳孔 | 4.5～5.5mm |
| 中央光学窓 | φ5～7mm候補 |
透明外殻による屈折を考慮し、カメラ入口瞳と球面曲率中心を可能な限り一致させます。可動範囲、カメラ寸法、FOV、サーボ仕様、作用半径は個別設計で確定します。
AUD-01 / 聴覚
AUD-01は左右耳の入口から人工外耳道、音室、MEMSマイクへ音を導きます。外装耳は音の入口として使用し、マイクと音室は内部フレーム側へ固定します。
- 左右チャンネルを独立して維持する。
- 外装とフレーム間の空洞へ音が漏れないよう、外耳道と音室を接続する。
- 外装と内部フレームの間へ吸音壁を設け、内部反射と機械音を抑える。
- 外装を外してもマイク位置と音響経路が維持される構成とする。
VOC-01 / 発声
VOC-01は、交換式スピーカーカートリッジ、密閉BACK BOX、前面PLENUM、短い扁平導音管、人工口腔で構成します。スピーカーは外装や下顎へ固定せず、内部フレーム側の交換式サブフレームへ搭載します。
- 初期試験では8Ω2Wを使用し、音量不足時に3W／5W級等へ交換できる。
- 下顎可動域、歯、歯茎、人工口腔、NAS-01の鼻ダクトと干渉させない。
- VOCとNASは近接配置しても、音響経路と吸気経路を原則分離する。
- アンプはHead I/Oまたは胸部側へ置き、熱とノイズを評価する。
NAS-01 / 吸気・冷却
NAS-01は頭部だけの冷却器ではなく、SHIHA BODY全体の主吸気ユニットです。左右鼻孔から取り込んだ空気を鼻腔チャンバーでまとめ、中央ダクトから頭部、首、胸部へ送ります。
左右鼻孔 → NAS-01 → 頭部 → 首 → 胸部 → 背骨側排気 → うなじ排気
鼻先へファンを置かず、後段側で吸引して系全体を負圧寄りにします。
固定区間の主幹ダクトには滑らかな硬質・半硬質ダクトを優先し、蛇腹ホースは首可動部や着脱部など短い区間へ限定します。銅板、ヒートシンク、ヒートパイプは主気流へ熱を渡す補助部材として使用します。
HEAD-IF-01 / HT-01
HEAD-IF-01は頭部全体をBODYへ着脱する共通インターフェースです。機械接続、電源、通信、吸気、排気、接続確認の6系統を分離して管理します。
| 系統 | HU-00での要件 |
|---|---|
| 機械接続 | 基準面、位置決めピン、独立ロックで支持し、コネクタへ構造荷重をかけない |
| 電源 | PWR-LOGIC / PWR-SERVO / PWR-AUX / GNDを分離する |
| 通信 | CAM-L/R、MIC-L/R、SERVO、SENSORを必要帯域とノイズ条件に応じて分離する |
| 吸気 | NAS-01から胸部へ向かうAIR-INを確保する |
| 排気 | 背骨側からうなじへ抜けるAIR-OUTと干渉させない |
| 接続確認 | 完全嵌合と機械ロックを確認してから主電源・駆動を許可する |
HT-01では電気束と空気ダクトを分離し、首可動に必要なサービスループを設けます。ねじれ、曲げ半径、挟み込み、首可動域、頭部着脱方向をHU-00で統合確認します。
クリアランスと着脱
- PLA可動部クリアランス：片側0.3mmを基準とする。
- PLA着脱部クリアランス：片側0.2mmを基準とする。形状、造形方向、材料差による変更は試験片で確認して個別に記録する。
- 瞼縁と眼球は閉眼時も非接触とし、0.3～0.5mmを確保する。
- 外装は位置決めピン、磁石、小ネジで着脱し、機器交換を妨げない。
- 固定・圧入条件はSHIHA-CL-01とは別の独立試験片で確認する。
統合設計の順序
- G0 Identity HeadとHU-00 Geometry Datumを確認する。
- FM-01の基準座標、外形包絡、首接続位置を設定する。
- EYE-01の眼球中心、光学経路、瞼包絡を優先して配置する。
- VOC-01とNAS-01の口腔・鼻腔・ダクト経路を分離して配置する。
- AUD-01の左右外耳道、音室、マイク位置を配置する。
- Head I/O、HT-01、配線、Air、サービスループを統合する。
- ダミーモジュールとICDで重量、重心、干渉、着脱方向を検証する。
- 内部フレーム単独で機能試験した後、外装を被せて再確認する。
外形基準3Dと眼球座標が固まる前に、最終内部フレームを作り込みません。個別ユニットが更新されても、HU-00のDatumとInterface Control Documentで統合状態を追跡します。
現在の状態
| Record Status | CURRENT |
|---|---|
| Development Status | DESIGNING |
| 確立済み | HU-00統合管理、Geometry Datum、専用3D頭部への移行、外装・内部フレーム分離、頭部の感覚・発声専用化 |
| 個別仕様ページ | FM-01、EYE-01、AUD-01、VOC-01、NAS-01、HEAD-IF-01 / HT-01をCURRENT仕様として分離済み |
| 設計・試作中 | FM-01、AUD-01、NAS-01、HEAD-IF-01 / HT-01はDESIGNING。EYE-01はPROTOTYPING / P0、VOC-01はPROTOTYPING |
| 未確定 | 最終フレーム形状、全搭載位置、総重量、重心、最終部品、個別可動域、配線長、ダクト断面 |
| 次の統合条件 | 外形基準3D、眼球座標、ダミーモジュール、ICD、首接続包絡の整合 |
安全・変更管理
- 頭部へAC100Vを入れず、BODY側から保護された低電圧DCのみ供給する。
- HEAD-IF-01の接続確認前に主電源やサーボ駆動を有効化しない。
- 眼球、瞼、下顎、首の可動域には機械リミットとKEEP-OUTを設ける。
- 吸気と排気、電気束と空気ダクト、音響経路と吸気経路を分離する。
- 重量、重心、支持、安全へ影響する変更はHU-00で統合確認する。
個別ユニットの変更理由と試験結果はDEVLOGへ記録し、HU-00の配置、重量、重心、干渉、Interface Control Documentへ反映します。置換された旧構成はSUPERSEDEDとして保存します。
個別仕様ページ
- FM-01 HEAD FRAME — 内部フレーム、外装位置決め、各ユニット支持
- EYE-01 VISUAL UNIT — 可動眼球、カメラ、虹彩、瞼、光学系
- VOC-01 VOCAL UNIT — スピーカー、音響チャンバー、導音管、人工口腔
- NAS-01 NASAL / AIR INTAKE UNIT — 鼻吸気、全身冷却、背骨側・うなじ排気
- AUD-01 AUDITORY UNIT — 左右耳、人工外耳道、密閉音室、MEMS
- HEAD-IF-01 / HT-01 — 頭部着脱、6系統接続、首幹線
各リンク先は個別ユニットの詳細正本です。頭部全体へ影響する変更は、個別ページだけで完結させずHU-00へ統合反映します。
