デザインテクノロジーの最前線 - 桐山孝司

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2012.06.28タッチインタフェースの進化

タブレットコンピュータやスマートフォンの広がりとともに、ディスプレイに指で触れるタッチ型のインタフェースが急速に増えた。マルチタッチで画面をピンチして拡大するような動作はマウスにはなかったが、いつのまにか見慣れて自然になっている。ユーチューブにはiPadで遊んでいる一歳の赤ちゃんが、紙の雑誌でもiPadと同じように指でスワイプしてページをめくろうとするビデオがある。この世代にとっては、ディスプレイに直接触って操作するのが当たり前になるだろう。

タッチディスプレイの中でもiPadのような静電容量方式の着想は古く、英国のE.A. Johnsonが1965年から67年にかけて発表したのが最初とされる。その後、1973年にはWWWの誕生で有名なCERNで、Frank BeckとBent Stumpeという2人のエンジニアが実用的なタッチスクリーンを開発した。彼らはボタン、スイッチ、オシロスコープなどがひしめく制御コンソールを統合するという課題からタッチディスプレイに行き着いた。ただ、当時のコンピュータの性能ではタッチした位置をリアルタイムに計算することが難しく、普及には時代を待たなければならなかった。

現在ではタッチディスプレイは赤ちゃんが触って遊ぶまでに普及したが、一方でディスプレイ以外の物の表面に触れるインタフェースはまだこれからである。表面のタッチを使った身近な例として思い浮かぶのは、エレベータの行き先フロアのボタンである。これもiPhoneのタッチディスプレイと同じ原理で、人間が電極に触れているとチャージできる電荷の量が変わる性質を利用している。エレベータのボタンはタッチ式にして可動部分をなくすことにメリットがあるが、タッチの検出にはCPUが必要なので、さらに家電など日常空間に広げていくには、オンオフ以上の高度な入力が求められる。

先月開かれたACM CHI(Computer-Human Interaction) で東京大学の佐藤宗彦氏は、ディズニーリサーチ・ピッツバーグのチームと開発した、新しい静電容量方式のセンサーを発表した。Touchéと呼ぶこのセンサーが画期的なのは、物に触れた時の手の形が検出できることである。従来の静電容量方式のセンサーはエレベータのボタンのようにタッチしているかどうかしか検出できなかった。これに対してTouchéでは、ドアの把手に一本指で触れた場合と二本指で触れた場合、握った場合というように、触れ方や手の形を判断できる。もともと人間の身体は内部では電気を通すが、通常は皮膚の抵抗が高く電流をブロックしている。しかし高い周波数の電圧をかけると皮膚を通過して電気が流れるようになり、しかも周波数によって体内で流れやすい経路が違うため、かけた電圧がどう出てくるかという応答も違ってくる。周波数を変えながら応答を見ていくと各周波数での特徴が分かるので、その特徴と手の形との対応を学習させて判別に使う。佐藤氏らの想定するTouchéの応用例はどれも興味深く、例えば一本指でドアの把手に触れれば「すぐ戻ります」、全部の指で握れば「今日はもう帰りました」というようにメッセージをドアに残せる。またカーナビに指一本で触れると普通に地図を出すが、もう一本指を添えるとオプションを出すようにできる。さらに興味深いのは、水のような液体についても、指先だけをつけた場合、指先を底につけた場合、手全体をつけた場合などの違いが分かるそうである。このような形で高度な入力を行うことができれば、物の表面を使ったインタフェースの普及を推進するだろう。

我々は物の表面に触れるときに、いろいろな情報を読みとっている。先日、縄文時代の土器を直接触らせていただく機会があったのだが、手を通して受け取る情報に改めて思い至る体験であった。高さ40cmほどの円筒形の縄文土器は、上部の装飾がレリーフのように盛り上がっていて、見た目にはごつごつした印象である。450年から5000年ほど前という時間を意識するせいか、底を持って持ち上げるとずっしりした手応えがある。慣れてからよく見ると、鼓のように中央を弓なりに細くした胴には、縄を押し付けた文様が全周に入っている。その細い部分を持つとバランスもよく、ちょうど縄の文様が樹木の皮のように手になじんで持ちやすくなる。見るだけでなく触ることで、使いやすく作ってあることに納得し、同じ手の形で土器を持ったかもしれない縄文人のことを思った。

人間は手を触れたり、撫でてみたり、温度を感じたりと、外界とのやりとりの重要な部分を皮膚で行っている。タッチインタフェースによって、入力はもちろんだが、触った物から受け取る印象なども含めた情報のやりとりができるようになるだろう。今後の発展が楽しみな分野である。

iPadのように雑誌のページをスワイプしようとする一歳の赤ちゃん。
http://www.youtube.com/embed/aXV-yaFmQNk?


タッチした手の形を認識できるTouché
http://www.youtube.com/embed/E4tYpXVTjxA?