要旨— いびきを、譜面の言葉で出す
いびきは、上気道の軟口蓋(のどの奥の軟らかい組織)が呼吸気流で振動して生じる音である。本研究は、体格・首回り・年齢・性別・就寝体勢・就寝前の飲酒・鼻づまり・疲労度から、いびきの基本周波数・倍音の豊かさ・リズムの規則性・推定音圧を決定的に推定し、それを調・テンポ・形式という音楽の言葉に翻訳する。
出力は、推定基本周波数(Hz と対応する音名)、Symphonic Index(楽曲としての規則性指標)、推定音圧、そして擬似的な楽曲タイトル。録音は使わない。同じ入力には、必ず同じ結果が返る。
同じいびきでも、体格で調は変わる。
方法— 軟口蓋振動の音響モデル
軟口蓋振動の基本周波数は、振動する組織の質量と張力で決まる弦・膜の振動として第一近似できる。組織の質量が大きい(首回りが太い・体格が大きい)ほど周波数は下がり、気道がより狭く緊張が強いほど倍音が増える。これらを記述入力から推定する。
- 基本周波数 f₀
- 軟口蓋振動の主周波数。健常域はおよそ 50〜200 Hz。首回り・体格が大きいほど低く、飲酒による筋弛緩・仰向け姿勢でさらに低下
- 倍音の豊かさ
- 気道狭窄・鼻づまりで非線形性が増し、倍音成分が増える。倍音が多いほど「音色が濃い」
- リズムの規則性
- 呼吸周期に同期した振動の規則性。疲労・飲酒で不規則化する。規則的なほど「楽曲的」
- 推定音圧
- 体格・首回り・仰向け・飲酒で上昇。健常域はおよそ 40〜90 dB 相当
- Symphonic Index
- 倍音の豊かさとリズムの規則性の加重合成(0〜100)。規則的で倍音が豊かなほど「楽曲度」が高い、という便宜的指標
- 楽曲タイトル
- f₀ を音名へ、規則性を長調/短調へ、リズム周期をテンポ用語へ、Symphonic Index を形式(夜想曲・練習曲・ソナタ等)へ決定的にマップ。あくまで音響特徴の言い換えであり、実際の楽曲生成ではない
- 可聴化(再生)
- 推定した基本周波数・倍音・リズム・音圧から、ブラウザの音声合成(Web Audio API)で音を生成する。乱数は使わず、同じ入力には必ず同じ音が返る。これは録音の再生ではなく、推定プロファイルのソニフィケーションである
- やらないこと
- 本稿は睡眠時無呼吸のスクリーニングを行わない。無呼吸イベントの検出・AHI 推定・医学的リスク判定は本研究の対象外であり、出力にも含めない
- AIの関与(開示)
- 本研究では AI が各因子の関数形と値域を、いびきの音響学(軟口蓋振動)の通念から提案し、研究部が検証して固定。音響特徴の推定計算は完全に決定的。下の AI 所見は算出値から AI が言語化し、研究部が確認
結果— 自分の体格で出す
体格・首回り・年齢・性別・体勢・飲酒・鼻づまり・疲労度を入れて「いびきを推定する」を押すと、基本周波数・音名・倍音・規則性・音圧と、擬似楽曲タイトルが出る。さらに「再生する」を押すと、推定したプロファイルをそのまま音に合成して聴ける。同じ入力なら、何度押しても同じ結果・同じ音。
// 再生音は、推定した基本周波数・倍音・リズム・音圧から合成した可聴化(ソニフィケーション)です。実際のいびきの録音ではありません。3 呼吸ぶん・約 11 秒。音量にご注意ください。
// 推定・合成はすべてこのブラウザ内で決定的に実行。入力はどこにも送信されません。録音もしません。
- 01基本周波数を最も強く下げるのは首回りと体格。振動する組織の質量が大きいほど、いびきは低い音になる。低音ほど壁を通りやすい。
- 02飲酒は二重に効く。筋弛緩で周波数を下げ、振幅を上げ、さらにリズムを不規則にする。「飲んだ日のいびきは別物」は音響として裏づけられる。
- 03鼻づまりは倍音を増やし、音色を濃くする。一方で疲労はリズムを乱す。規則的で倍音豊かな「楽曲度の高いいびき」は、鼻が通っていて疲れていない夜に出やすい。
結論— 体格が、調を決める
いびきの音は、軟口蓋という組織の質量と張力、そして気流が決める素直な物理を持つ。体格・首回り・体勢・飲酒・鼻づまりという観測可能な条件から、基本周波数・倍音・リズムの第一近似は推定でき、それは調・テンポ・形式という音楽の言葉に翻訳できる。
allfesta Labs は、こうして普段は騒音としか扱われない音を、音響学の通念で淡々と数に置き換え、何が推定でき何ができないかをはっきりさせていく。考察の言語化は AI が担い、研究部が検証している。
この研究の足回りは、
本気のAI技術です。
AI自由研究は、福岡発の AI 会社 allfesta の研究部門です。本稿の推定は決定的な音響モデルで、各因子の関数形と値域の設計・考察の言語化は AI が担当し研究部が検証しています(実AIの所在を方法で開示)。本体では、地域と行政のための実用的な AI を作っています。
ネタもと— 一次資料・前提
- APevernagie, D., Aarts, R. M., & De Meyer, M. (2010). "The acoustics of snoring." Sleep Medicine Reviews, 14(2), 131–144.
いびきの音響特性(基本周波数・倍音構造・持続パターン)に関する総説。本稿の周波数・倍音モデルの前提として参照。 - B膜・弦の振動と基本周波数
振動体の基本周波数は、張力が高いほど上がり、質量(線密度・面密度)が大きいほど下がる。軟口蓋振動を膜振動として近似する本稿の前提。 - C上気道の解剖と体格・体勢の影響
首回り・BMI の増加、仰向け姿勢は上気道の断面積を狭め、軟部組織の質量を増やす。基本周波数低下・音圧上昇の根拠。 - Dアルコールと上気道筋緊張
就寝前のアルコール摂取は上気道拡張筋の緊張を低下させ、気道の易虚脱性を高める。本稿の「飲酒で周波数低下・振幅増・規則性低下」の前提。 - EAI自由研究 — 自作研究プロジェクトの流用
本稿は allfesta Labs の自作研究プロジェクト(いびき音響プロファイル推定)の流用。推定は決定的な音響モデル、因子設計と考察は AI 生成・研究部検証。