頭で、ペダルを踏む。
bFaaaP は、足のペダルを使わずにピアノの音を伸ばす（サスティンする）AI補助システムです。iPhone が演奏者の頭の角度を AI（ARKit / TrueDepth）で読み取り、Bluetooth Low Energy（BLE）でデバイスに送り、デバイスがピアノのサスティンペダルを操作します。手足に障がいのある方、小さなお子さん、ご高齢の方も、より豊かに演奏できます。製品として数年運用したのち、bFaaaP はいまオープンソースプロジェクトになりました（iOSアプリ・ファームウェア・ハードウェア・ドキュメント）。
bFaaaP の専用サイト「bfaaap.com」
bFaaaP オープンソースプロジェクトには、専用の紹介サイト bfaaap.com があります（日本語・English・Deutsch の3言語）。プロジェクトの物語、仕組み、自分で作る方法（iOSアプリ・Switch・Pro）、メンバーや音楽家からのメッセージ、そして AI とチームの開発実況「Live劇場」まで、イラストと図解でわかりやすく紹介しています。
bFaaaP Open Source Project 支援のお願い
いただくご支援は、主に AIによる「誰でも作れる」制作支援 に充てます。GitHub Discussions にフォーラム形式で寄せられた質問を毎日とりまとめ、bFaaaP の一次資料（設計図・回路図・コード）を踏まえた回答を AI で作成。ソフトもハードも、誰もが自分で再現・改良できるよう支えます（API料金・資料整備・維持に充当）。
アコースティックは Pro、電子ピアノは Switch
bFaaaP Pro
アコースティックピアノ（グランド・アップライト）
頭の角度に応じて、サスティンペダルを物理的に押すモーター駆動デバイス。サーボが ベルト → リードスクリュー → 押し棒 を駆動し、エアジャックキットで固定します。ピアノ本体は無改造です。
bFaaaP Switch
電子ピアノ・キーボード
電子ピアノのサスティンペダル端子（6.3mm）に挿す小型 BLE ユニットで、電子的な「切り替えスイッチ」として働きます（モーター不要）。この「Switch」は端子に挿す切り替えスイッチの意味で、ゲーム機の Nintendo Switch とは無関係です。オン型・オフ型どちらのサスティン仕様にも対応（技適 R018-180280）。
仕組み
1 · 頭の角度をセンシング
iOS アプリが ARKit の顔トラッキング（TrueDepth）で頭の傾きを読み取り、ユーザー設定の倍率でスケールして 0〜99 の値に丸めます。すべて端末内処理です。
2 · BLE でデバイスへ
その値を Nordic UART の BLE サービス（踏む N / 離す F / レベル iNN）でペダルデバイスへ送信し、Pro は押し、Switch は切り替えます。
3 · タイミングのトリック
意外なことに、ARKit の頭角度の更新（約60fps）は BLE の送信より速いのです。毎フレーム送ると回線が詰まります。そこで bFaaaP は「ストリームせず、サンプルする」方式に。AR は最新角度を共有変数に書き込み、別の 100ms タイマーが送信ペース（約10Hz）を作ります。この一手が安定性の背骨です。
bFaaaPSwitch_1…4）で誤接続を回避。iOS 14.5+、TrueDepth 搭載 iPhone/iPad。Swift + ARKit + CoreBluetooth。特許成立の「鍵」 —— 奏者の意図を自然な演奏に
bFaaaP は単純なオン/オフではありません。奏者が しきい値（オフセット） と 倍率 を事前に設定すると、その2つから「頭を傾けてからペダルがどれだけ速く追従するか（応答速度）」が決まり、奏者自身が意図した自然なペダリングが再現されます。頭→ペダルという素の構成は既知でしたが、この定量的で調整可能な制御則こそが特許成立の要件でした。
「airback」とは —— 造語であって “airbag” ではありません
Pro の 「airback」 は bFaaaP の造語で、“airbag（エアバッグ）” ではありません。空気クッション（WINBAG エアジャック。装置内の小型電動ポンプがエアチューブで膨らませます）が隣のペダルの下でふくらみ、アクチュエータの反力を受け止めて、装置を未改造のアコースティックピアノにしっかり固定します（ネジ留め不要・非破壊・着脱も速い）。語源は air＋back（支える・裏打ちする）で、“airbag” の「安全用クッション」ではなく「支持・固定」を表す air-braced anchor（空気で支えるアンカー） です。
制御則を正確に（論文の図3・図4）
図3：中立（オフセット）を超えると頭の角度がペダル値（0〜99）に比例し、倍率で拡大され全踏みで頭打ち。踏む／離すに小さなヒステリシス（不感帯）を設け、しきい値付近で頭が揺れてもパタつきません。図4：従来技術は頭の二値オン/オフ（破線の段差）。bFaaaP は連続的で比例的な指令を送り、その不感帯（オフセット 3〜10°）と傾き（倍率 10〜50）を奏者が事前設定します——これが特許成立の対象となった、定量的でユーザー調整可能な制御則です。（図中は英語）
本当に効くの？ APEE 試験
ペダルを頭で踏んで、足のときのような豊かで伸びる響きが本当に得られるのか？ 人を対象とした試験「補助ペダル効果評価（APEE）」を15名（成人、足がペダルに届かない子ども、障害のある方）で実施しました。
どう測ったか
各参加者が同じ短い旋律を3通り——ペダルなし、bFaaaP pattern 1（3音グループごとに踏み替え）、pattern 2（グループをまたいで保持）——で演奏し録音。波形の塗りつぶし面積＝音振動面積（TVA）を測り、各録音を自身のペダルなし録音で正規化（TVA0 ≡ 1.00）。サステインスコア = TVAn / TVA0。（図中は英語）
何がわかったか
- bFaaaP はサステイン（伸びる音のエネルギー）を有意に増やす——両パターンともペダルなしを上回る（p < 0.01）。
- 奏者自身の足と統計的に区別できない（p > 0.05、"n.s."）。
- 参加者のクラス間で有意差なし。足の障害と気管切開のある参加者も、小さなオフセットと大きな倍率で問題なく演奏できた。
匿名化した全データ（Appendix A）
全46録音。参加者は No. 1–15 として匿名化し、各奏者のオフセット・倍率と pattern 1・2 の相対サステインを掲載しています。
倫理と同意
参加は任意で、全参加者から書面によるインフォームド・コンセントを取得しました。成人は本人が同意し、子どもは保護者がピアノ講師を通じて同意を確認したうえで本人が署名、障害のある方は保護者の同意のうえ付き添いのもとで参加しました。正式な倫理委員会（IRB）の承認番号はありませんが、ACM の人対象研究方針に従って実施し、データはすべて匿名化しています。GitHub で倫理・同意の詳細を読む →
コントローラ＝再利用可能なアクセシビリティ入力
bFaaaP のスマホコントローラ（汎用ハードウェア上の定量的・ユーザー調整可能な頭部角度チャンネル）が最も再利用しやすい部分です。同じコントローラが既に2種類のアクチュエータ（Pro のモーター、Switch の電子スイッチ）を駆動し、デバイス制御方式はペダルと独立に特許化され「あらゆる装置」を対象にしています。
- 足を使わない——車いす利用者がしばしば使えない下肢に依存しません。
- 顔や頭に何も付けない——スマホは譜面台に置きます（気管切開の方に重要）。
- 狭い可動域に調整できる——小さなオフセット＋大きな倍率で、数度の頭の動きが全出力範囲をカバー。
頭部角度信号は連続的で比例的な値（単一のオン/オフではない）なので、汎用のアクセシビリティ制御プリミティブになります。同じチャンネルで他の段階的制御（環境制御、コミュニケーション支援のスキャン速度、電動機器のレベル）も調整可能です。これは今後の課題としての提示で、bFaaaP はピアノのペダリングで検証済み、より広い支援制御は未検証です。
対象集団は大きく全世界に及びます。以下の数値は定義・指標の異なる調査に基づき厳密には比較できません（規模を示すためのもので順位ではありません。WHO は単一の世界推定のみで車いすの国別表はありません）。
表1：車いす利用者（または必要とする人）の地域別
| 地域 | 推定値 | 出典 |
|---|---|---|
| 世界 | 約8,000万人（約1%）が必要 | WHO |
| 米国 | 利用者360万人（15歳以上の1.5%）, 2010 | US Census |
| 英国（イングランド） | 利用者 約120万人（推定）, 2017 | NHS England |
| カナダ | 車いす/スクーター 288,800人（約1%）, 2012 | Smith et al. |
| 日本 | 使用中の手動車いす 約818,000台（約0.6%）, 2019 | Shirogane et al. |
| 豪州 | 手動車いす 約119,000人（65+）；移動補助 679,000人, 2018 | AIHW/ABS |
表2：在宅人工呼吸（HMV）と侵襲サブセットの国別
| 国 | HMV | 侵襲 | 10万対 | 出典 |
|---|---|---|---|---|
| 日本 | 約21,000 | 7,700（TPPV） | — | MHLW 2020 |
| 欧州（16） | 21,526 | 国により異なる | 6.6 | Eurovent 2005 |
| カナダ | 4,334 | 約18% | 12.9 | Rose 2015 |
| ポーランド | 12,616 | — | 2.8→20 | JCM 2022 |
| ハンガリー | 384 | 40（10.4%） | 3.9 | BMC 2018 |
| 韓国 | — | 気管切開62.8% | 9.3 | Resp. Care 2019 |
| ドイツ | 約17,000/年* | 約6% | — | Dtsch. Ärztebl. 2021 |
| 米国 | 登録なし | — | — | Mehta 2015 |
指標が異なり厳密比較不可。*入院エピソード/年。米国は全国の在宅人工呼吸登録なし。
引用文献
2026年6月確認。全リストと保存PDFはオープンソース・リポジトリ（GitHub）にあります。
- WHO. WHO releases new wheelchair provision guidelines. 2023. link
- WHO & UNICEF. Global Report on Assistive Technology. 2022. link
- Brault M. Americans With Disabilities: 2010. US Census Bureau P70-131, 2012. link
- NHS England. Wheelchair services. link
- Smith EM, et al. Prevalence of Wheelchair and Scooter Use Among Community-Dwelling Canadians. Phys Ther 96(8):1135, 2016. link
- Shirogane S, et al. Provision of public funding for wheelchairs… in Japan. J Phys Ther Sci 31(2):122, 2019. link
- AIHW. People with disability in Australia (ABS SDAC 2018). link
- MHLW (Japan). Nationwide home mechanical-ventilation survey (2020). link
- Lloyd-Owen SJ, et al. Patterns of home mechanical ventilation use in Europe (Eurovent). Eur Respir J 25(6):1025, 2005. link
- Rose L, et al. Home Mechanical Ventilation in Canada: A National Survey. Respir Care 60(5):695, 2015. link
- Czajkowska-Malinowska M, et al. Home Mechanical Ventilation in Poland 2009–2019. J Clin Med 11(8):2098, 2022. link
- Valkó L, et al. National survey: home mechanical ventilation in Hungary. BMC Pulm Med 18:190, 2018. link
- Kim H-I, et al. Home Mechanical Ventilation Use in South Korea. Respir Care 64(5):528, 2019. link
- Schwarz SB, et al. Inpatient Initiation and Follow-up of Home Mechanical Ventilation in Germany. Dtsch Arztebl Int 118(23):403, 2021. link
- Mehta AB, et al. Trends in Tracheostomy for Ventilated Patients in the US, 1993–2012. Am J Respir Crit Care Med 192(4):446, 2015. link
- bFaaaP device-controller patent JP 7004771 B2（「あらゆる装置」を対象）。link
はじまり —— bFaaaP 1（2018）
最初の試作機にすでに発明が在りました。頭部角度の制御則（オフセット＋倍率）は今日と同じで、変わったのは工学＝大きさだけです。
- センサー：メガネに装着した頭部角度センサー（意匠登録）→ 今日はスマホ、顔に何も付けない。
- 駆動モーター：オリエンタルモーター（株）製の大型ステップモーター → 手のひらサイズの閉ループモーター（Pro）、または Switch ではモーターなし。
- 固定：防音チャンバー筐体の底部区画に詰めた金属錘 → 空気圧の airback が隣のペダルに突っ張ってアンカリング。
コンサート・発表会
7大学合同コンサート（豊洲シビックホール・2022年9月5日）で、東京工業大学の Platanus のメンバーが bFaaaP を使い、グスタフ・ランゲ「花の歌（Blumenlied, Op.39）」を演奏。流れるような旋律でサスティンペダルを多用するこの曲を、頭の動きでハンズフリーに演奏しています。
グランドピアノ＋ bFaaaP Pro によるコンサート。25:01 からデバイス設置の実演あり。Pro を端から端まで理解できる一本です。
システム紹介とメンバー、電子ピアノ＋ bFaaaP Switch での3曲、そして体験ワークショップ。
頭で操作するサスティンを、本番の舞台で披露した洗練された演奏。
コンサートホールでの bFaaaP Pro の演奏。
セットアップ・取扱説明
ハードウェア
Pro は Adafruit ItsyBitsy nRF52840 Express（BLE）＋ Raspberry Pi Pico（RP2040）を用い、IQ サーボモーターが 2GT ベルト → T10 リードスクリュー → 押し棒 をアルミフレーム上で駆動。エアジャックの固定キットと圧力センシングを備えます。Switch は nRF52840 ボードがリレー / フォトカプラを介してサスティン端子を駆動するだけのシンプル構成。リポジトリには部品・配線/KiCad 回路図・ファームウェア・組み立てが記載され、再現や改変ができます。
ライセンスと特許
| レイヤー | ライセンス | 対象 |
|---|---|---|
| ソフトウェア | Apache-2.0 | iOSアプリ・ファームウェア（特許許諾付き） |
| ハードウェア | CERN-OHL-W-2.0 | 回路図・基板・機構部品 |
| ドキュメント | CC-BY-4.0 | ガイド・文章・図 |
制御方法は特許化されています（特許第6726319号＝補助ペダルシステム／特許第7004771号＝頭角度コントローラ／PCT WO2019/176164）。重要な点として、真に公共的・インクルーシブな用途（障がいのある方の参加をより豊かにする有料の製品・サービスを含む）については、bFaaaP の特許ライセンスを方針として無償で許諾します。該当する場合は bfaaap.com から宍戸知行までご連絡ください。