情報処理学会 インタラクション 2018
IPSJ Interaction 2018

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トランプ技術の習得を支援するカード型デバイスの提案
津田顕輝†1

塚田浩二†1

概要：現在，スポーツ等様々な分野でセンサや IT を使った技術の習得支援が多く研究されている．その中でも道具にセンサを装着して道具の動きを直接計測する手法は一般的であり，製品化されて広く使われているものも多い．しかし，トランプ等のカードの技術（例: シャッフル／カット）の分野では，センサや IT を活用した技術習得支援の例は少ない．本研究では，トランプ技術の習得を支援するために，形状と使い心地がトランプに近いカード型デバイスを提案する．本稿では，デバイスとフィードバック用アプリケーションの設計／実装を中心に説明する．

Card Type Device to Support Acquirement of Card Techniques
KENKI TSUDA†1

KOJI TSUKADA†1

Abstract: Recently, various research projects have been proposed which supports learning techniques using informationtechnology in various field such as sports. Especially, the method which measuring motion of tools by embedding sensors in themis commonly. However, there are few cases which supports card techniques such as the tramp. In this study, we propose the card
type device, which could be used like the tramp, for supporting learning some card techniques. In this paper, we introduce mainly
the architectures of the prototype and the application.

1. はじめに
近年，スポーツや楽器演奏等の分野において，センサやIT を用いて技術を定量的に計測し，習得支援に活用する研究が盛んに行われている[1-5]．その中でも道具にセンサを取り付ける手法は一般的であり，MIZUNO 社のスイングトレーサー[1]のように製品化されて広く使われるようになってきている．しかし，シャッフルやカットに代表されるトランプ等のカードを使ったテクニック（以下，トランプ技術）においては，センサや IT を用いて技術を定量的に

図 1

提案システムの利用イメージ

2. 関連研究評価して習得支援を行う例は少ない．そのため，現在のト本研究の関連事例として，演奏，料理，スポーツに用いランプ技術の習得方法は，熟練者の技術を見て盗む，文献る道具にセンサを取り付けてデータを収集し，技術の習得を参考に練習を繰り返す，といった古典的な手法が一般的を支援する事例を紹介する．

である．また，スポーツ等に比べトランプ技術に精通して山元ら[2]は，タップダンサーの技術向上のためのリズムいる熟練者の人口は少なく，熟練者の技術に学ぶことも一計測タップシューズを開発した．これはタップシューズに般に困難である．このような背景から本研究では，トラン9 軸モーションセンサと圧力センサを取り付けたもので，プ技術のデータを収集／分析して定量的に評価するためにタップのタイミングと足の姿勢をそれぞれ測定する．山本

複数のセンサを搭載しつつも，トランプに近い形状と使いらはこのタップシューズで計測したデータからタップのタ心地を持ったカード型デバイスを提案する(図 1)．さらに，イミングとステップの識別を行い，ステップごとの打刻時カード型デバイスと，フィードバックアプリケーションの刻のずれを解析することでタップダンスの演奏の特徴を評

プロトタイプを実装する．

価できることを確認した．
由良ら[3]は，料理に用いる包丁の柄の両端に 6 軸モーシ
ョンセンサを取り付けて，キュウリの小口切り，人参と大根のイチョウ切り，大根の桂むきを行った際のデータを収集／分析した．その結果，それぞれの材料・切り方におい†1 公立はこだて未来大学
Future University Hakodate© 2018 Information Processing Society of Japan706

情報処理学会 インタラクション 2018
IPSJ Interaction 2018て被験者間に明確な違いがあり，包丁操作の特徴を見出せることを確認し，熟達者と初学者の違いから上達のためのアドバイスができる可能性を示した．

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4.1 カード型デバイスまず，プロトタイプのカ―ド部の外観を図 2 に示す．カード部はトランプと同様の形状と使い心地を目指しているSony 社のスマートテニスセンサー[4]は，テニスのスインため，薄くて柔軟性のあるフレキシブル基板を用いて実装

グ習得支援のための製品である．モーションセンサと振動する．カードの厚みは 73μm で，サイズはトランプで最もセンサが搭載されており，ラケットエンドに装着してラケ一般的なポーカーサイズ（約 63mm×約 89mm）と同様としットを使用することでスイングの際のラケットの動きやボた．次に，前述したように，フレキシブル基板上のパターールが当たった際の振動を検知して，データを使用者のスンを用いて，静電容量式タッチセンサと曲げセンサを設計マートフォンに送る．スマートフォンではスイングや打っした．図 2 左に，設計したパターンを示す．ここで，カーたボールの詳しい様子を表示する．また，それらの情報はド周辺の 8 つの多角形のパターンが静電容量式タッチセン後から振り返ることもでき，長期的な練習の支援にも活用

サ，中央の何度も往復する 1 つのパターンが曲げセンサとできる．

なっている．曲げセンサの設計には，Vadgama らの手法[6]adidas 社の miCoach smartball[5]は，加速度センサを内蔵を参考とした．各パターンは，カード下部のコネクタを介し，様々な情報を取得できるサッカーボールである．通常

してケーブルで制御基板に接続され，制御用の回路を通しのサッカーボールと同様に蹴るだけで，蹴られた位置，飛てマイコン（Arduino Pro Mini）の入出力ピンに接続される距離，回転数等を取得できる．また，専用アプリケーショ（図 3）．静電容量タッチセンサの仕組みはデジタル出力をンでデータを可視化したり，プロのサッカープレイヤーのHigh にしてから，デジタル入力が High になるまでの遅延データと比較したりできる．

時間を図る．静電容量タッチセンサに指が触れると，遅延これらの事例は，スポーツ等で用いる道具に直接センサ時間が長くなる．その遅延時間の長さから，触れているかを搭載することでデータを収集し，得られたデータを用いどうかを判断する．こうして設計したカード型のパターンて技術の習得の支援を目指したものである．本研究においを，P-Flex（エレファンテック株式会社）のサービスを利用てもカードという道具にセンサを取り入れることによって，して，導電性インクベースのフレキシブル基板として実装

トランプ技術のデータの収集／分析や技術習得を支援できした（図 2 右）．

ると考える．

3. カード型デバイス
本稿で提案するカード型デバイスは，カードとセンサを次に，処理の流れについて説明する．曲げセンサ部分が曲がる際の抵抗値の変化や，タッチセンサ部分に指が触れた際の静電容量の変化をマイコンで検出し，正規化した上でコンピュータにシリアル通信で送信する（図 4）．

一体化することでトランプ技術のデータを収集し，定量的に分析／比較することを目的とする装置である． 搭載するセンサの設計にあたって，(1)トランプ技術に直結するカードの物理量を計測すること，(2)できる限りトランプカードと同様の薄型の形状とすること，の二点を考慮した．(1) については，著者の一人がマジックを通してトランプ技術にある程度習熟している経験も踏まえて，特にシャッフルやカット等のカードの基礎的な扱いに重要になる「指がカードのどこに触れているか」「カードがどの程度曲がっているか」を計測することとした．(2)については，薄型のフレキシブル基板と基板上のパターン自体を利用して，静電容量型タッチセンサと曲げセンサを構築することにした．

図 2

設計したパターンとカード部の外観

図１に，カード型デバイスの利用イメージを示す．デバイスはカードの山の一番上／一番下／またはその両方に置くことを想定している．

4. 実装
本章では，カード型デバイスのプロトタイプとフィードバック用アプリケーションの実装について説明する．
図 3© 2018 Information Processing Society of Japan

制御用の回路図707

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5. 議論
本研究で作製したカード型デバイスは，マイコン部と接続するためのコネクタとケーブルが付いていることや，トランプ技術に使用するすべてのカードをカード型デバイスに置き換えることができないという理由から，対象とする
図 4

処理の流れ

4.2 フィードバック用アプリケーション
ここでは，フィードバック用アプリケーションについてトランプ技術が制限されてしまっている．一方，この枠組みでも十分計測可能なトランプ技術も存在する．そこで，本章では本研究の対象とする基本的なトランプ技術の例を説明する．フィードバック用アプリケーションは，センサ

3 つ紹介する．

データの記録／視覚化機能，PC 上の Web カメラでの動画

5.1 リフルシャッフル

撮影機能，および以前記録したセンサデータと動画の再生

リフルシャッフルとは，カードの山を二つに分け，両手機能を備える．まず，ユーザは，リアルタイムにカードのでそれぞれの端をはじいて噛み合わせ，その後，再び一つ状況を画面上で確認できる．図 5 に，カードに指が触れての山に合わせるシャッフルである．このシャッフルは全ている場所と，カード部の曲がり具合を視覚的に表示していの動作が終了するまで，カードの山の一番上と一番下のカる例を示す．加えて，カメラで自分の手元を撮影しながら，ードが常に指に触れており，また，カードをはじく際の曲動画とセンサデータを合わせて保存することができる．保げ具合もシャッフルを行う際の重要な要素であると考えら存した動画／センサデータは同期して再生することで，手れるため，本研究のカード型デバイスの使用に適している

元のカード操作とセンサの状態を併せて視覚的に振り返ると言える．

ことができる（図 6）．

図 7

リフルシャッフルの手順

5.2 シャリアカット
シャリアカットは，カードの上下を入れ替えるカットである．まず，カードの山を片手の指先で持ち，その山の下半分ほどを手のひらの上に落とす．その後，落とした下半分のカードを人差し指で押し上げ，上半分のカードと場所を入れ替え，カードをまた一つの山に戻すカットである．
この技も全ての動作が終了するまで，カードの山の一番上と一番下のカードが常に指に触れている．また，カードの下半分と上半分を入れ替える際にカードのどこに指をおい
図 5

カードの利用例とフィードバック画面て支えるかが重要であるため，本研究の対象に適していると考えた．

図 8

シャリアカットの手順

5.3 スプリング
スプリングはカードの山を片手で持ち，カードを曲げていくことで，もう片方の手に一枚ずつ飛ばしていく技である．この技をうまく行うには，カードを綺麗に一枚ずつ飛ばすために，曲げ具合を徐々に変えていくことが重要であると考えられるため，本研究の対象として適しているとい図 6

動画／曲げセンサデータの振り返り画面イメージ© 2018 Information Processing Society of Japanえる．

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図 9

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スプリングの手順

6. まとめと今後の展望
本稿では，トランプ技術の習得を支援するカード型デバイスを提案した．このカード型デバイスは曲げセンサと静電容量タッチセンサを備えながらトランプと同様の形状と使い心地を目指したものである．また，カード型デバイスを用いて収集したデータとデバイス使用中に撮影した動画を照らし合わせながら振り返ることのできるフィードバッ
ク用のアプリケーションの実装も行った．
今後の展望として，カード型デバイスに関しては，より精度の良いセンサパターンの設計やコネクタの配置等を模索し，様々なトランプ技術に対応できるようにする．また，カード部とマイコン部の一体化を視野に入れた実装も検討している．全ての機能をカード部に搭載するとデバイスとしての取り回しはよくなるが，どうしても重さや柔軟性に影響が出るため，適切な実装を模索していきたい．フィー
ドバック用アプリケーションに関しては，曲げセンサの値をグラフ化して，振り返りや他者との比較ができるような機能や，リアルタイムの自分のデータと過去の他者のデータとを併せて視覚化して，他者の動きを真似ながらトランプ技術の練習を行えるような機能を実装したいと考える．

謝辞
本研究の一部は JSPS 科研費 25700019 の支援を受けた．

参考文献[1] MIZUNO，ミズノスイングトレーサー，http://www.mizuno.jp/baseball/swingtracer.aspx，最終アクセス
2017 年 12 月 21 日．
[2] 山元 亮典，橋本 周司，三輪 貴信，ギエルモ エンリケズ，
フェイイー ヤップ．タップダンサーの技術向上のためのリズム計測タップシューズの開発．情報処理学会第 78 回全国大会講演論文集，pp．255-256，2016．
[3] 由良 亮，浜野 純，萩原 勇人，楠瀬 千春．6 軸モーション
センサーによる包丁操作の記録．日本調理科学会大会研究発
表要旨集 29(0)，20，2017．
[4] Sony Corporation，スマートテニスセンサー，
http://smartsports.sony.net/tennis/JP/ja/，最終アクセス 2017 年
12 月 21 日．
[5] Adidas Japan，miCoach smartball，
http://shop.adidas.jp/micoach/smartball/，最終アクセス 2017 年
12 月 21 日．
[6] Nirzaree Vadgama and Jürgen Steimle. Flexy: Shape-Customizable,Single-Layer, Inkjet Printable Patterns for 1D and 2D Flex
Sensing. In Proceedings of TEI '17, pp.153-162, 2017.

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