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

Thenar-First: 母指球による押し込みを開始符号としたジェスチャ操作髙倉 礼1,a)

鈴木 健介2,b)

志築 文太郎3,c)

概要：タッチパッドにおける親指を用いた入力の語彙を拡張するジェスチャ操作である Thenar-First を示
す．Thenar-First はユーザの母指球によるタッチパッドへの押し込みを開始符号として利用する．そのため，ユーザはキーボードのホームポジションに指を置いたまま Thenar-First を実行できる．これにより，ユーザは文字入力，ポインティング，ショートカット入力，カーソル移動，スクロール，およびズームの全てをキーボードのホームポジションから指を離すことなく途切れずに実行できる．本稿では，Thenar-Firstにて実行できる入力を示すとともに，Thenar-First を実際の作業場面においてどのように使用するかの具体例を述べる．

1. はじめにラップトップコンピュータのポインティングデバイスには，主にキーボードの下側に配置されているタッチパッドが用いられる．タッチパッドによる操作では，ポインティ
ングだけでなく，複数本の指を用いることによりスクロールおよびズームなどの多様な入力も実行できる．しかし，キーボードのホームポジションに指を置いたままタッチパッドを操作する場合，タッチパッドの操作に使用できるのは親指のみであり，その状態では親指の可動域が制限されるため，本来タッチパッドが有する多様な入力を実行できない．したがって，多くのユーザはタッチパッドを使用するときにホームポジションから指を離した状態にてタッチパッドを操作する．ただし，この操作では，文字入力とポインティングが頻繁に交代する作業を行う場合に作業効率へ悪い影響があると考えられる．

図 1

Thenar-First の操作手順．図右側はシステムの表示画面であ一方で，テキストエディタ，表計算ソフト，ウェブブラウり，タッチ点が赤い円として描画される．1）キーボードのホージングにおいて，ユーザはポインティングの代わりにカームポジションへ指をおいた状態（白枠線はタッチパッドの領ソルキー操作によるカーソル移動およびキーボードショートカットを用いることにより，作業効率の向上を期待でき域を表す）．2）母指球をタッチパッドへ押し込むことにより，ジェスチャ入力の待機状態となる．3）親指または母指球を動かすことにより特定の処理が実行される．

る．しかし，キーボード上においてカーソルキーはホームポジションから離れた場所に配置されることが多く，また多くのキーボードショートカットはホームポジションから指を離して操作する必要がある．
我々は，タッチパッドにおける親指を用いた入力の語彙を拡張するジェスチャ操作である Thenar-First を考案し123a)b)c)

筑波大学 情報理工学位プログラム
筑波大学 情報科学類
筑波大学 システム情報系
takakura@iplab.cs.tsukuba.ac.jp
ksuzuki@iplab.cs.tsukuba.ac.jp
shizuki@cs.tsukuba.ac.jp© 2022 Information Processing Society of Japanた（図 1）．Thenar-First はユーザの母指球（親指の付け根にあるふくらみ）によるタッチパッドへの押し込みを開始符号として利用する．そのため，ユーザはキーボードのホームポジションに指を置いたまま Thenar-First を実行

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図2

母指球によるタッチと識別する範囲．試作システムでは，ユーザの橙色にて示した範囲（左右両端下 30%の領域）へのタッチを，母指球によるタッチと判定する．

できる．また Thenar-First は，母指球によるタッチパッドへの押し込みを行わなければ，タッチパッドのポインティングデバイスとしての機能をそのまま利用でき，かつタッチパッド用に開発された入力手法（例えば，ScraTouch [1]およびホットコーナー*1 など）と併用できる．
本稿では，Thenar-First によりジェスチャ操作を行う手順を示した後，Thenar-First を用いた予備実験について

図 3

Thenar-First にて実行できるジェスチャ．これらのジェス
チャは，1）母指球を押し込んだ後に実行できる．2）特定の角度に親指を開き，タッチパッドをタップする操作．3）親指にてスワイプする操作．4）母指球を上下にドラッグする操作（パン操作）．

述べる．その後，実験参加者より得られたコメントからThenar-First の今後の課題を示す．

はいずれも母指球をタッチパッドへ押し込んだ後に，行う

本稿における貢献を以下に示す．

ジェスチャである．

• 母指球によるタッチパッドへの押し込みを開始符号と2.2.1 親指によるタップする，親指および母指球を用いた一連のジェスチャ操作である Thenar-First を示した．

親指によるタップジェスチャにより，ショートカット入力を行える（図 3-2）
．このジェスチャでは，ユーザの親指• Thenar-First の使用例を示すとともに，その使用例におよび母指球のそれぞれのタッチ点からなる直線がタッチおいてユーザがホームポジションから指を離すことなパッドの下端方向となす角に基づき，領域が選択され，そしに Thenar-First を実行できることを示した．の領域に割り当てられたショートカットが実行される．試作システムでは選択できる領域（0 度–90 度）が均等に 3

2. Thenar-Firstつの領域へ分割され，それぞれの領域にはユーザが自由に

Thenar-First は母指球によるタッチパッドへの押し込みショートカットを割り当てられる．例えば，0 度–30 度なを開始符号として，その後に親指または母指球を動かすこらコピー，30 度–60 度ならペースト，60 度–90 度なら全選とにより，ショートカット入力，カーソル移動，スクロー択と割り当てられる．

ルおよびズームを実行できるジェスチャ操作である．その2.2.2 親指によるスワイプため，ユーザはホームポジションから指を離すことなくThenar-First を実行できる．

親指によるスワイプジェスチャにより，カーソル移動を行える（図 3-3）．例えば，親指を左へスワイプした場合，左カーソル移動の入力となる．スワイプ後に親指をタッチ

2.1 実装MacBook Air（2020 年モデル，macOS 12.1）にて，Thenar-パッドから離さず維持し続けることにより，連続してカーソル移動を実行できる．

First を実行できる試作システムを作成した．我々はタッキーボード上において，カーソルキーはホームポジショ

チパッドにおける操作の大半がタッチパッドの中央およびンから離れた場所に配置されるため，キーボード上のカーその下部にて行われること [2] に基づき，本試作システム

ソルキーを操作するためにはホームポジションから指を離においてはタッチパッドの左右両端下 30%の領域（図 2）

す必要がある．Thenar-First を用いることにより，ユーザへのタッチを母指球によるタッチとして判定することとはホームポジションから指を離すことなくカーソル移動をした．

実行できるため，カーソル移動を頻繁に利用する表計算ソフトでの作業において作業効率の向上が期待できる．

2.2 操作方法

2.2.3 母指球によるドラッグ

Thenar-First は，母指球による押し込みを起点として 3

母指球を上下に動かすことによりスクロールおよびズー種類のジェスチャが実行できる．以降で述べるジェスチャムが行える（図 3-4）．この操作は母指球がタッチパッド*1https://support.apple.com/guide/mac-help/mchlp3000/
mac（最終参照日：2021 年 12 月 22 日）© 2022 Information Processing Society of Japan

へ触れている間実行され続け，押し込み時のタッチ点と母指球を動かした後のタッチ点との距離に応じてスクロール389

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およびズームの速度が決まる．Thenar-First では，タッチThenar-First は，ユーザがホームポジションから指を離パッドの右側および左側の両方の領域にてそれぞれ異なるすことなく実行できる点，およびタッチパッドにて親指ま操作を割り当てられるため，母指球による上下の移動を左たは母指球を動かした方向と対応した入力が実行できるた手にて行うことによりスクロール，右手にて行うことによめ想起性が高い点にて優れる．

りズームと操作を使い分けられる．

3.2 タッチパッドを用いた入力語彙拡張

3. 関連研究

タッチパッドの入力語彙を拡張する手法がこれまでに多多くのラップトップコンピュータはキーボードおよびく提案されてきた [1, 9–14]．Fruchard ら [13] および Heo

タッチパッドを有する．キーボードは文字入力，タッチ

ら [14] は，タッチパッド上の異なる 2 点間をスワイプまパッドはポインティングに特化した機器であるが，さらたはタップすることによりジェスチャを実行できる手法に入力語彙を拡張するために多くの手法が提案されてきを示した．Nakamura ら [9, 10] は，タッチパッドへ左右どた．本節では入力語彙を拡張する先行研究を述べたのちちらの手で触れたか，および親指とそれ以外の指のどちに，Thenar-First の立ち位置を述べる．

らで触れたかを識別することにより入力語彙を拡張した．

Ikematsu ら [1] は，爪によるタッチパッドへの接触を検知
3.1 キーボードを用いた入力語彙拡張することにより入力語彙を拡張した．PalmTouch [12] は，多くの OS にはグローバルショートカット（コピー，カッ

手のひらによるタッチパッドへの接触を検知することによト，およびペースト等）が定義されており，そのほか，アり入力語彙を拡張した．しかし，これらの手法を実行するプリケーションごとに多くのショートカットが定義されために，ユーザはホームポジションから指を離す必要があている．ユーザはこれらのショートカットを修飾キー（主り，ホームポジションに指をおいた状態，すなわち親指しに control キー）とともにキーボード上のキーを押下する

か操作に使用できない環境ではこれらの手法を利用するこことにより実行できる．例として，テキストエディタであとが難しい．

る Vim および Emacs において，ユーザは修飾キーととホームポジションから指を離すことなくタッチパッドのもにキーを押下することにより，ホームポジションから指入力語彙を拡張する手法として ThumbSense [15] がある．

を大きく離すことなくキャレットを移動できる．しかし，ThumbSense では，ユーザの親指がタッチパッドへ触れて修飾キーはしばしばホームポジションからは押しづらい位いる間，キー操作が ThumbSense 専用の操作へ変化する．

置にあるため，ユーザはホームポジションから指を離してこれにより，ホームポジションから指を離すことなくポイ実行することが強制される．また，ホームポジション上のンティングおよび作業ウィンドウの切り替え等が実行できキーを用いたキャレット移動は，キーと上下左右方向へのる．一方で，ThumbSense はタッチパッドへ触れている間対応付けが難しく，カーソルキーと同様の速度にて入力では文字入力ができない．そのため，ユーザの指が意図せずきるようになるためには長期利用による習熟を要する．

タッチパッドへ触れてしまうと，文字入力作業が妨げられ*2*3

一方で，修飾キーを用いずにキーボード上にて入力語彙てしまう．

を拡張する手法が多く提案されてきた [3–8]．Zheng ら [3]Thenar-First は，ホームポジションから指を離すことなは，修飾キーの代わりに，キーを押下したのちに親指を開く実行でき，かつ母指球が触れている間はタッチパッドのくジェスチャを行うことにより，ショートカットを実行で操作のみが変化する．したがって，タッチパッドを用いなきる手法を示した．Taylor ら [4] は，キーボードのキー間い作業へ干渉しないことから，ユーザの文字入力作業を妨に赤外線距離センサを配置することにより，キーボードのげない点にて優れる．

上の空間にてジェスチャを実行できる手法を示した．Tungら [5] はキーボード上に静電容量センサを張り巡らせるこ

4. 使用例とにより，キーボード上においてジェスチャを実行できる

本節では，ラップトップコンピュータを用いた作業場手法を示した．高田ら [6] および Wilson ら [7] は，それぞ面において，Thenar-First を適用することにより作業効れキーボード上にてポインティングを実行できる手法を示率が改善できると考えられる場面を説明するとともに，し，その手法がジェスチャ操作へ応用できることを示した．

Thenar-First をどのように適用するのか述べる．

これらの研究ではキーボードを用いた入力語彙を拡張したが，その入力の実行には依然としてホームポジションから指を離す必要が生じる．

4.1 ショートカット入力
ユーザは Thenar-First における親指によるタップジェス
チャにより，グローバルショートカットまたはアプリケー*2*3

https://www.vim.org（最終参照日：2021 年 12 月 22 日）
https://www.gnu.org/software/emacs/（最終参照日：2021
年 12 月 22 日）© 2022 Information Processing Society of Japan

ションごとのショートカットを実行できる．これにより，390

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ユーザはホームポジションから指を離すことなしにショー

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5.1 内容トカットが実行できるため，作業効率の向上を期待できる．

作業内容は，セル間の移動，特定のセルのコピー，おこの他，タップしたのちに親指を左右または上下にスワイ

よび別のセルへのペーストを Thenar-First のみを用いてプすることにより，音量の調整のようなスライダ入力およ5 分間自由に行ってもらうものであった．参加者は作業中びカラーホイールのような 2 次元位置入力も行えると考えに思ったことを自由に発言すること，および実験終了後にられる．

Thenar-Fisrt の使い勝手についてコメントすることを要求された．

4.2 表計算ソフトの操作
Microsoft Excel*4 および Google Sheets*5 に代表される表計算ソフトでは，セル間の移動のために頻繁にカーソルキーまたはカーソル移動用のショートカットが入力される．

5.2 参加者からのコメント
実験より得られた参加者からのコメントを以下に列挙する．

多くのキーボードはカーソルキーがホームポジションから• 下方向へのセル間の移動が難しい（P1 , P2 , P4 ）．

離れた位置に配置されており，ユーザはセル間を移動する• 左右方向へのセル間の移動は容易に実行できる

たびに指の大きな移動を要求される．また，ウィンドウの表示領域に収まらない表にて作業する場合，適宜スクロー（P1 , P2 , P4 ）．

• コピー操作は親指をかなり開かないと入力できないた

ルおよびズームを行うために，ホームポジションから指をめ，よく別のショートカットが実行される（P2 , P5 .P6 ）．

離してタッチパッドを操作する必要がある．Thenar-First• 間違って操作が実行されないように，手をわずかに浮における親指によるスワイプジェスチャにより，ユーザはかせながら作業する必要があるため疲れる（P1 , P3 ）．

ホームポジションから指を離すことなくカーソル移動を，• 手の移動が必要ないため，操作に慣れれば素早く表操

両手の母指球を動かすことにより，スクロールおよびズームをそれぞれ実行できる．これによりユーザは，常にホームポジションに指をおいた状態にて文字入力および表操作ができるため，表計算作業を効率的に行えると考えられる．

作ができそう（P4 , P6 ）．

6. 制限と今後の課題
本節では Thenar-First の制限を述べ，それを踏まえた今後の課題を述べる．

4.3 ウェブブラウジング
多くのウェブページは全てのコンテンツを閲覧するため

6.1 タッチパッド領域の制限に，スクロールを必要とする．また，利用者登録ページおThenar-First は，母指球および伸展した親指の両方の位

よび届け先住所フォームへの入力では，情報の入力なら置を取得する必要があるため，十分に大きなサイズのタッチびに内容を確認および修正するために，文字入力，ポインパッドを要する．タッチパッドの大きさはコンピュータごティングおよびスクロールと操作を頻繁に切り替える必要とに異なるため，Thenar-First を適用できるコンピュータがある．ユーザは Thenar-First を用いることにより，文は限られる．一方で，Thenar-First において母指球は開始

字入力，ポインティングおよびスクロールをはじめとする符号としての役割を担う部分が大きい．そのため，タッチウェブブラウジングに必要な入力を全てホームポジション

パッド外にて母指球の押し込みを取得できれば，タッチパッから指を離さずに実行できる．

ドのサイズが小さいコンピュータにおいても Thenar-First

5. 予備実験が適用できると考えられる．例えば，感圧センサを用いてパームレストにて母指球の押し込みを取得する方法，また6 名の参加者（22 歳–26 歳，全員男性かつ右利き）には母指球の押し込み時に手首へ力が入ったことをスマート

Thenar-First を用いて表計算ソフト（Numbers.app*6 ）のウォッチにより検知する方法 [16, 17] などが考えられる．

操作を行ってもらった．実験には，MacBook Air（2020 年

したがって今後は，タッチパッドのサイズに依存せずにモデル，macOS 12.1），および 2.1 節にて述べた試作シス

Thenar-First を使用できる方法を検討する．

テムを用いた．なお，Thenar-Fisrt を用いた表計算ソフトの操作方法は，4.2 節に記述した操作に基づく．

6.2 意図しない母指球による押し込みの発生可能性
Thenar-First の設計段階において，タッチパッドを操作していない時にもしばしば母指球がタッチパッドに触れ

*4
*5
*6

https://www.microsoft.com/microsoft-365/excel（最終参照日：2021 年 12 月 22 日）
https://www.google.com/sheets/about/（最終参照日：2021年 12 月 22 日）
https://www.apple.com/numbers/（最終参照日：2021 年 12月 22 日）© 2022 Information Processing Society of Japan

ることが観察された．多くの OS において母指球によるタッチは入力として取得しないように処理（パームリジェクション）される．これは母指球によるタッチによって，

391

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ユーザの意図しない入力が実行されることを防ぐためである．我々の作成したシステムでは母指球による押し込みを開始符号として利用するため，意図しない母指球による押3D01
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7. まとめし込みから意図しない操作が実行されうる．予備実験にお本稿では，キーボードのホームポジションに指を置いたける「間違って操作が実行されないように，手をわずかにまま，タッチパッドへの親指を用いた入力の語彙を拡張す浮かせながら作業する必要があるため疲れる」というコメるジェスチャ操作である Thenar-First を示した．Thenar-ントからも，Thenar-First のユーザは母指球がタッチパッ

First はユーザの母指球によるタッチパッドへの押し込みドへ触れることによる誤動作を憂慮しながら作業を行ってを開始符号として利用する．これにより，ユーザは文字入いたと考えられる．そのため，母指球によるタッチパッド力，ポインティング，ショートカット入力，カーソル移動，への押し込みが意図した操作か否かを判別するシステムをスクロール，およびズームの全てをキーボードのホームポ作成する必要がある．macOS のアプリケーションは，タッジションから指を離すことなく途切れずに実行できる．しチ点ごとにタッチパッド上の座標，長径および短径を取得たがって，ユーザは Thenar-First を用いることにより作業できるため，これらの情報をもとに機械学習を用いて推論の効率化を図れる．今後は Thenar-First の性能および使モデルを作成し，意図した母指球によるタッチか否かを判い勝手を評価するとともに，より入力語彙を増やすための定するシステムが作成できると考えられる．したがって今

ジェスチャの拡充を検討する．

後は，特定領域へのタッチではなく，タッチ点情報から意図した母指球による押し込みを識別できるシステムの開発

参考文献

を進める．

[1]

6.3 性能および使い勝手の評価
予備実験において参加者 3 名が「下方向へのセル間の移動が難しい」および「左右方向へのセル間の移動は容易に[2]実行できる」と述べていることから，縦軸方向へ親指をスワイプすることは困難であるが，横軸方向へ親指をスワイプすることは容易であるといえる．これは，母指球を固定[3]した状態において，親指を円弧に動かすことは骨格上容易であるが，上下左右方向へ正確に動かすことは困難であることが原因であると考えられる．したがって，ユーザの上[4]下左右方向それぞれの方向への親指のスワイプを収集し，ユーザの指の動きに合わせて，上下左右方向のスワイプを識別する軸の向きを修正することが好ましいと考えられる．また，参加者 3 名が「コピー操作は親指をかなり開か[5]ないと入力できないため，よく別のショートカットが実行される」と述べていることから，親指を大きく開く動作が難しいと考えられる．したがって，ユーザが無理なく親指を開ける範囲を調査するとともに，ショートカットを実行[6]できる領域の角度の分割配分およびその弁別数を調査する必要がある．
本稿では，Thenar-First の試作システムを用いてユーザ[7]からコメントを収集したものの，Thenar-First と既存手法との性能および使い勝手の比較を行っていない．参加者 2名の「手の移動が必要ないため，ジェスチャに慣れれば素早く表操作ができそう」というコメントから，Thenar-First[8]にて高速に操作を行うためには慣れが必要であると考えられる．したがって，数日間定期的に Thenar-First を使用してもらう長期的な調査を行うことにより，Thenar-Fisrtと既存手法との性能および使い勝手の比較を行う予定で© 2022 Information Processing Society of Japan[9]Ikematsu, K. and Yamanaka, S.: ScraTouch: Extending Interaction Technique Using Fingernail on Unmodiﬁed Capacitive Touch Surfaces, Proceedings of the ACMon Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies, Vol. 4, No. 3, pp. 81:1–81:19 (2020).
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