情報処理学会 インタラクション 2022
IPSJ Interaction 2022

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2022/2/21

ゲームを利用した手指消毒を促進するディスペンサの提案
木川信款†1柴田拓海†1 武藤彩花†1 栗原渉†2韓旭†2 串山久美子†2有山大地†2

概要：近年の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行に伴い，さまざまな場面でアルコールなどによる手指消毒が推奨されている．本研究では，ゲームが意欲・動機づけに対して好影響を及ぼす点に着目し，ディスペンサに手を近づける動作を操作方法とするゲームコンテンツと，ゲーム結果に伴う消毒液噴射の触覚フィードバックを用いたインタラクションにより，手指消毒を促進するゲーム筐体型のディスペンサを提案する．

1. はじめにしている．しかし，ユーザが手をかざすことを前提とするシステムであるため，事前に告知を受けていないユーザに近年の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行に対するアプローチにおいては，不十分であると推測される．

伴い，再度，感染症予防の重要性が呼びかけられている．

意欲の向上に関して，本研究では，ゲームが意欲・動機そうした中で，手指消毒は感染症予防における最も重要なづけに対して好影響を及ぼす点に着目した．久慈道らの研手段の一つとして考えられている．そのため，さまざまな究[4]では，ゲームを連想させる操作方法をパソコン上の任場面でアルコールなどによる手指消毒が推奨され，ディス意の作業に適用することにより，作業意欲が大きく向上しペンサを用いた消毒はコロナ禍における生活の一部になりたことが示唆されている．また，高山の研究[5]では，内発つつある．しかし，手指衛生の遵守率は未だ不十分であり，的動機づけの要素として「挑戦」を挙げ，不確実な目標の特に遵守が求められる医療機関においても，手指衛生の不達成に明確なフィードバックが伴うことであると定義した．

徹底が課題であることを示唆した事例がいくつか報告されさらに，調査及び分析の結果，実際に「挑戦」が内発的動ている[1]．また，医療機関に限らず，ポスターや Web 広告機づけに対する有意な相関関係を持つことが確かめられた．の掲示，テレビ・コマーシャルの放送など，さまざまな方加えて，ゲームと他のメディアとの比較を通して，ゲーム法で，手指消毒を促進する取り組みが多く行われている．の特徴である「双方向性」が内発的動機づけに対し，特に本研究では，その促進活動の支援として，映像と触覚フィ好影響を与えることが示唆されており，これらの研究結果ードバックのインタラクションを付加し，ゲームによっては本研究においても有用であると考えられる．そこで，本手指消毒を促進するディスペンサを提案する．

研究では，手指消毒の促進を目的とし，ゲームを利用したディスペンサを提案する．

2. 関連研究
これまで，感染症予防の意識向上・促進を目的に，手指3. 提案システム

消毒にインタラクション要素を付加するシステムはいくつ

本研究では，ユーザの意欲を向上させ，手指消毒を促進か提案されてきた．ICASS[2]は AR 技術を用いて手指消毒するゲーム筐体型のディスペンサを提案する．なお，ゲー啓発のポスターを電子化し，ユーザの参加に対して，消毒ムコンテンツについては，高山が言及した「挑戦」におけに関する情報を映像や音声で動的に提示するものである．

る「不確実な目標」[5]を実装するために，ランダム要素がしかし，映像や音声を用いて手指消毒の必要性を訴えかけ必要であると考えた．また，aアルコールなどを用いた消毒る方法では，義務感などの意識の向上に留まり，ユーザのの利点である手軽さ・所要時間の短さ[6]を損なわないため主体的な意欲の向上までには至らない．に，シンプルなゲームシステム・操作性が必要であると考また，NAKED URANAI[3]では手指消毒をアート体験にえた．そのため，本システムではピンボールを採用した．

置き換えており，ユーザがディスペンサに手をかざすと，ただし，ピンボールの構成要素として，プレイヤがボールアルコール消毒液と共に，かざした手に 12 星座のいずれを打ち返すための装置であるフリッパが存在するが，前述かの映像がプロジェクタを用いて投影される．この作品は，したシンプルさの観点から，本システムにおいては省いて感染症対策予防においても，アートを用いることで義務感いる．また，本システムは通常のディスペンサに比べ，所を意欲に変え，手指消毒の意欲を向上させることを目的と要時間が長くなることが考えられるため，人流の緩やかな†1 東京都立大学システムデザイン学部†2 東京都立大学大学院システムデザイン研究科© 2022 Information Processing Society of Japan633

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場所で使用することを想定している．

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4.3 入力ユーザの手の検知は，ディスプレイ横に設置した超音波距離センサで行っている．また，手が検知範囲である 30cm

4. 実装以内に入ってから，300ms の間に近づいた距離を測定し，4.1 システム構成ユーザが手を近づける速度を算出している．さらに，得ら

本研究で制作した試作では，入力検知のためのセンサとれた値を ESP32 から Bluetooth によるシリアル無線通信でして超音波距離センサ（HC-SR04）を採用し，噴射においUnity に送信し，map 関数を用いて，ゲーム画面上のボールては 2 種類のスプレーとサーボモータ（SG-90）を用いた．

を打ち出す力に変換している．

また，データの送受信とサーボモータの制御にはマイコン

4.4 噴射ボード（ESP32）を用いた．本システムでは，ディスペンサ

ゲーム画面上でボールが管に入ると，対応する 3D モデに手を近づけるユーザの動作が超音波距離センサによってルに変換されると同時に，管の種類によって異なる信号が検知され，得られた値を用いてディスプレイ上でピンボー

Unity から ESP32 に送信される．そこで，実際の噴射が 3Dルゲームが行われる．その後，ゲーム結果に同期したタイモデルの落下位置と形状に同期するよう，2 種類のスプレ

ミング，噴射方法，噴射位置でユーザの手に消毒液が噴射

ーを左右中央の 3 箇所に設置している．左右に設置されたされる．ディスペンサ部の概要図を図 1 に示す．

単射・連射用のスプレーにおいては，受信した信号に応じた回数分だけサーボモータでトリガを引くことで，単射又は連射を行っている．一方で，中央に設置されたストレー
ト・ミスト用のスプレーにおいては，受信した信号に応じてサーボモータでノズルを回転させ，噴射形態を切り替えている．その後，同様にサーボモータでボタンを押すことで，ストレート又はミストとして噴射している．
消毒液の噴射が行われると，2500ms の間隔をあけて，ESP32 から Unity へ噴射完了の信号が送信される．Unity がその信号を受信するとゲームのリセット処理が行われ，超音波距離センサによる手の検知が再開する．なお，本シス

図 1

ディスペンサ部の概要図

テムにおいて，ボールが打ち出されてから，噴射が完了するまでに 8 秒から 10 秒を要する．システム構成を図 3 に，4.2 ピンボール

システムの外観を図 4 に示す．

Unity3D（以下 Unity と略記する）を用いて制作したゲー
ム画面では，ユーザの手の検知に応じてボールが打ち出され，障害物に衝突しながら 6 箇所の管のいずれかに入る．
その後，ボールが単射・連射・ストレート・ミストを模した形状の 3D モデルに変換され，画面下に落下する．さらに，ユーザの手に消毒液が噴射されると，ボールが再び発射台にセットされ，ゲームが初期状態に戻る．ゲーム画面の様子を図 2 に示す．

図 3

図 2

システム構成ゲーム画面の様子© 2022 Information Processing Society of Japan634

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だし，本実験ではアンケートで映像と噴射の同期を調査したため，今後は映像と噴射のそれぞれの時間データを記録し，アンケート結果と合わせた解析を行う必要がある．
「直感的な操作の理解」，「自分が操作した感覚」については，最高評価である 5 をつけた被験者が 3 名以下という結果となった．特に「直感的な操作の理解」については，4 名の被験者が「2:あまりできなかった」と回答していた．
本研究で制作した試作では，超音波距離センサによる手の検知が不安定であったため，ユーザの動作と映像の同期ができていないケースが見受けられた．そのため，その不一致がユーザの「直感的な操作の理解」及び「自分が操作し図 4システムの外観た感覚」を妨げていたと考えられる．したがって，操作方法の提示方法を改めて検討するとともに，手を近づける動作の検知システムを改善する必要がある．

5. 評価実験

また，「体験時間の長さ」については，12 名の被験者が本システムを使用した際の体験について，評価を行った．

「3:ちょうど良い」と回答していたものの，残りの 4 名は5.1 評価方法

「4:やや長い」と回答していた．このことから，本システム20 代の男女 16 人を対象に，本研究で制作した試作を実を設置する際は，入場制限が行われている施設や，入り口際に使用してもらい，5 段階評価のアンケート調査を行っに列ができることが想定されている施設など，人流が緩やた．評価項目に関しては，意欲の向上について，「体験は楽かな施設の入り口が適当であると推測される．

しかったか」，「もう一度使いたいと感じたか」を尋ねた．
また，本システムについて，「映像と消毒液の噴射の同期は感じたか」，「直感的に操作を理解できたか」，「自分がボールを操作した感覚はあったか」を尋ねた．さらに，体験時間について，「体験の長さはどのように感じたか」を尋ねた．
評価実験の様子を図 5 に示す．

図 5

評価実験の様子5.2 結果と考察
アンケート調査の結果を図 6 に示す．
「楽しかったか」については 15 名，「もう一度使いたいか」については 14 名の被験者が「5:楽しかった/感じた」又は「4:やや楽しかった/やや感じた」と回答していた．このことから，意欲の向上に対して，肯定的な結果が得られたと推測される．
また，システムに関しても，「映像と消毒液噴射の同期」

図 6 アンケート調査の結果については，同様な結果が得られ，データの送受信及びサーボモータの制御が正しく機能していたと推測される．た© 2022 Information Processing Society of Japan635

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6. おわりに本研究では，映像と触覚フィードバックのインタラクシ
ョンを付加し，ゲームによって手指消毒を促進するディスペンサを提案した．しかし，評価実験で明らかになった検知システムにおける課題に加え，2 種類のスプレーを用いたことによって，噴射量に差が生じてしまう課題が見つかった．そこで，消毒液の噴射量に伴い，消毒効果にも差が生じることが考えられるため，噴射方法にかかわらず一定量の消毒液を噴射するシステムの検討が必要である．また，今後は実際に本システムを大学構内や商業施設などに設置し，通常のディスペンサを設置したケースと比較して，手指衛生の遵守率が増加するか検証する予定である．
本研究で採用したピンボールは，シンプルなゲームシステムで成立しているため，ゲームシステムを保ちながら，コンテンツを変更することが可能である．その例として，ハロウィン・クリスマスなどの行事や，動物園・遊園地などの場所に合わせたコンテンツ，又は，ブランド・アニメとのタイアップなど，ユーザの属性に合わせたコンテンツが挙げられる．このように，設置先の状況に応じてコンテンツを切り替えることで，手指消毒における意欲向上効果の促進や持続が可能であると考えられる．そのため，さまざまな行事や場所，ユーザの属性に合わせたコンテンツの制作も検討している．

参考文献
[1]

[2]

[3]
[4]

[5]
[6]

“クラスター対策班接触者追跡チームとしての疫病センタ
ー・FETP の活動報告”.
https://www.niid.go.jp/niid/ja/jissekijpn/9744-fetp.html, (参照2021-12-20).
小野寺駿，林秀彦，皆月昭則．AR によるインタラクション機能を実装した手指消毒支援システムの開発. 情報科学技術フォーラム講演論文集, 2014, vol. 13, no. 2, pp. 339-340.
“NAKED URANAI／感染症予防対策アート”.
https://naked.co.jp/works/10492, (参照 2021-12-6).
久慈道駿，藤木淳．ゲームらしさが作業意欲・楽しさに与える影響の検証. エンタテイメントコンピューティングシンポ
ジウム論文, 2021, vol. 2021, pp. 187-191.
高山草二．ビデオゲームにおける内発的動機づけとメディア嗜好性の分析. 教育情報研究, 2000, vol. 15, no. 4, pp. 11-19.
“Guideline for Hand Hygiene in Health-Care Settings - CDC”.
https://www.cdc.gov/mmwr/PDF/rr/rr5116.pdf, (参照 2021-12-6).

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