バランスボールインターフェース
安本匡佑†

坂井理笑†

桐山孝司†

The Balance Ball Interface
Masasuke Yasumoto,? Rie Sakai? and Takashi Kiriyama?

1. は じ め にに着目した．腰を動かすことで全身が自然と動くからである．座姿勢を維持しながら腰を大きく動かせるデ

日常的な用途におけるインタフェースの機能には，バイスとして，バランスボールを採用した．バランス

正確かつ迅速にデータが入力できること，長時間使っボールの上で弾んだり，叩いたり腰だけでなく全身のていても身体が疲れにくいことなどがこれまで主に着運動を促すことも出来る．我々はこのバランスボール目されてきた．我々が開発しているインタフェースはを用いてユーザーの姿勢，挙動を用いて入力可能なイ

大きく体を動かしながら操作することを促す．これにンタフェースデバイスを開発した．

より身体性の向上を図ることを目的とした．このインタフェースは日常の仕事環境でも使えるが，主にゲームインタフェースを想定している．

2. 関 連 研 究
身体運動を入力と用いるには身体の動きをコンピュー

ゲームのインタフェースに身体性を追加することでターに入力する必要がある．それらはモーションキャ

直感的にゲームを楽しめるだけでなく，健康を促す可

プチャシステムと呼ばれ，従来映画や CG の分野で能性がある．身体の動きを使うインタフェースには汎用いられてきた．近年では直接身体の動きを捉えるの用のゲームコントローラーを用いるものや，モーショではなく足の裏の圧力等を用いるものもある5) ．身体

ンキャプチャシステムを利用するものが存在する，そ運動を使いコンピューターの入力に用いるものもある

してそれらはエンターティメント性を提供しているが，が2) , ゲームのインタフェースとして利用しているもモーションキャプチャを利用したゲームシステムではのも存在する3),4) ．コンシューマーゲーム機では加速疲労により長時間プレイするのは困難であり，セッティ度センサをコントローラーに内蔵した Wii1) などがあングに要する時間，手間を考えると長期間の使用は難り，身体運動をもちいたインタフェースが広がってい

しい．また手などの限定的な身体運動を用いるシステ

る．モーションキャプチャして身体運動を入力に用いムではユーザは身体をほとんど動かさない．長時間使るこれらのインタフェースは，操作する対象が人型で用でき，全身運動を促すインタフェースを開発するこない場合は従来どおりのマッピング作業が必要となる．とで，長時間ゲームをしている人達の身体性を向上さまた準備に時間がかかったり，体に特殊な機材を装着せることができる．

したり，人の身体能力を超えた入力はできない．ゆえ

我々はインタフェースの要素として座って使えることを重視した．なぜなら日常では座ってコンピュータやゲームを使用することが多く，長時間の作業が容易に汎用性があり，容易に使えるものである必要がある．

3. システム概要になる．座姿勢を維持したまま全身の動きを促し，操3.1 バランスボール上の姿勢のモデル化作する方法として，身体の動きの起点である腰の動き

我々は腰の位置と座面の圧力分布から姿勢や挙動を† 東京芸術大学大学院映像研究科
Graduate School of Film and New Media Tokyo National University of Fine Arts and Music

計算し，姿勢や挙動を入力とするシステムを開発した．
体は複雑な動きをすることもできるが，それは個人差が大きいため，操作性を考慮し大まかな動きを用いて情報処理学会 インタラクション 2008操作可能にした．
バランスボールインタフェースは座姿勢を維持した

4. 結論

まま体を動かして操作するものであり，これはバラン

我々は骨盤と座姿勢を維持したときのユーザーの重スボールにセンサーを装着したものである．腰の位置

心の位置，ボールの傾きの関係をモデル化した．今後と上半身の重心に着目して，ユーザーの姿勢や挙動をこのモデルを用いたインタフェースシステムがゲーム取得した．これはユーザーがバランスボールに座ったインタフェースとして，他のゲームインタフェースと際，腰がバランスボールの天頂部分に存在し，そこか比較してどの程度有効なのか，体や健康にどれくらいら大きく動くことはない．そのためバランスボールのの有益であるかの検証を行っていく．

傾きから腰の位置を計算できる．またバランスボール

謝辞 本プロジェクトは IPA☆ 2007 年度第期未踏

上面にかかる圧力分布を測定することで上半身の重心ソフトウェア創造事業に採択され，支援を受け開発をがどこに存在するか，バランスボールにどれだけの体行っている．圧力分布の測定に御協力いただいた株式重を乗せているかを計算する．これら二つを組み合わ会社ケン・オートメーションに深く感謝します．

せ，ユーザーの大まかな姿勢と挙動を取得することに

参 考 文 献成功した．挙動では特にバラスボール上で弾む動き，バランスボールの左右を叩く動きを取得する．

3.2 ハードウェア
バランスボールの上面の 8 つの圧力センサで上体の圧力変化を計測し，側面の 3 つの加速度センサーでバランスボールの傾きを計測するだけでなく，バランスボール上で弾んだり，バランスボールを叩いたりした際に生じる加速度を測定し，どの程度弾んだのか，ボールのどの位置を叩いたかを計算する．

3.3 基盤ソフトウェア
センサーからの情報はすべてマイコンで集計，処理されて PC へと送られる．PC の基盤ソフトウェアではセンサー類の情報をもとに，ユーザーの姿勢や挙動へと変換し，それらが入力として使えるようにする．
基盤ソフトウェアはライブラリ化されており，さまざまなソフトに組み込んで使うことが可能である．

1) Wii, http://en.wikipedia.org/wiki/Wii
2) Konrad, T., Demirdjian, D., and Darrell, T.
2003. Gesture + play: full-body interaction forvirtual environments. In CHI ’03 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems (Ft. Lauderdale, Florida, USA, April 05- 10, 2003). CHI ’03. ACM Press, New York,NY, 620-621.
3) Hasegawa, S., Toshiaki, I., and Hashimoto, N.
2005. Human scale haptic interaction with areactive virtual human in a realtime physics
simulator. In Proceedings of the 2005 ACM
SIGCHI international Conference on Advancesin Computer Entertainment Technology (Valencia, Spain, June 15 - 17, 2005). ACE ’05,
vol. 265. ACM Press, New York, NY, 149-155.
4) Oshita, M. 2006. Motion-capture-based avatar
control framework in third-person view virtualenvironments. In Proceedings of the 2006 ACM
SIGCHI international Conference on Advancesin Computer Entertainment Technology (Hollywood, California, June 14 - 16, 2006). ACE’06, vol. 266. ACM Press, New York, NY, 2.
5) Yin, K. and Pai, D. K. 2003. FootSee: an interactive animation system. In Proceedings ofthe 2003 ACM Siggraph/Eurographics Symposium on Computer Animation (San Diego,California, July 26 - 27, 2003). Symposium onComputer Animation. Eurographics Association, Aire-la-Ville, Switzerland, 329-338.

3.4 アプリケーション
基盤ソフトウェアで得られた姿勢，挙動を入力として用いるアプリケーションの制作を行った．これらは単純なポインティングデバイスから体の姿勢とゲー
ム内のキャラクタの姿勢が同期して操作可能なダンスゲーム等の制作を行った．
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Information-Technology Promotion Agency, Japan.