情報処理学会 インタラクション 2019
IPSJ Interaction 20193B-21
2019/3/6

浮遊型風船を用いた音楽演奏タンジブルユーザインタフェース
李林嬡†1串山久美子†1

概要：本研究では、空中に浮かんでいるヘリウムガス風船を触り、移動させることで音楽情報を入出力となるタンジブルユーザインタフェースを提案する。具体的には、ガス風船の浮揚性を利用し、鑑賞者が風船を下に叩く入力動作により、風船の重力に反する自由な動きを通じてアニマシーを感じると共に、この不規則な動きに応じた音を奏でることが体感できるタンジブルユーザインタフェースを提案する。

1. はじめに
近年、スマートフォンやタブレットの普及により、多くの情報をタッチデバイスで操作することが可能である。その上、楽器演奏の知識を持たずに音楽をタッチ操作により演奏できるアプリケーションも多くなった。しかし、ユーザが操作できる情報は依然としてグラフィカルユーザイン
タフェース（GUI）に限定され、演奏する時演奏者が音楽により行う身体の動作から得る体験を感じることも困難である。これらの課題に対し、情報を直接触れることができる
タンジブルユーザインタフェース（TUI）[1]という概念に基づいた音楽演奏インタフェースの研究もいくつかある。
ガス風船は素材として、浮揚性により空中に自然に浮遊できる特徴があり、おもちゃや飾りとして使うことが多い。
重力に反する上向きの浮力により日常にない浮遊感や開放図１制作した提案システム感を人に与える。風や人からの作用で影響されやすい不安定な動きがある一方、その動きにアニマシーという生き物らしさを感じられる特性を持ち、ユーザの興味を惹くことが可能である。

2. 関連研究
重力に反する浮遊型インタフェースの例として、磁力にそこで、本研究では空中に浮かんでいる風船の浮揚性をより浮かせた球を移動させることで入出力ができる利用し、手で風船を下に叩くながら、移動された風船の位ZeroN[2]がある。これは 3 次元空間でコンピュータにより置情報で音の周波数を変更でき、さらに複数の風船により球の位置を認知し、自由に移動させることができる作品で異なる音楽を演奏できる三次元空間における音楽情報を見ある。

える、触れるタンジブルユーザインタフェースを提案す

また、下にファンから出た風により浮かせたスチロールる。

球を掴み移動させ空中に置くことで入出力となる

このシステムにより音楽演奏の新しい体験や空間デザイン

Floatio[3][4]がある。この研究は、Kinect と PC を使用し球への応用や玩具としての楽しみを提供するばかりでなく、の位置情報を取得し、浮遊球を目的の位置までファンによ柔軟な素材を使用した新しい生物的インタフェース研究やり浮遊させる。

予測が不確かな人の動きを可聴化するシステムへの発展が期待される。

本研究と同様な浮遊型風船を用いたメッセージ伝達イン
タフェース[5]がある。この研究は、空間内の情報を共有するため、伝達手段としてヘリウムガスを入れた風船の装置下部に設置したセンサーで室内の赤外線ビーコンが発信する信号を検出し、信号の方向に移動できるインタフェースの研究である。ただし、この研究に利用した浮遊型風船で†1 首都大学東京大学院システムデザイン研究科
Graduate School of Tokyo Metropolitan University© 2019 Information Processing Society of Japan784

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は、ユーザが直接に操作できない。

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3.3 出力部
超音波センサーで検出された風船の位置情報は、3. システムの実装

Arduino のシリアル通信により SuperCollider に送り、編集3.1 システムの概要された音の周波数を変更することが実現できる。その結果

本研究はユーザが風船を操作することにより音楽を演奏としては、風船が低くなると、音の周波数も小さくなり、できる浮遊型タンジブルユーザインタフェースの作成を目

位置により異なる音を演奏することが可能である。ユーザ的とする。現段階としては複数のヘリウムガス風船を一例の手が離れると、風船は浮力によって元の位置に戻り、音に並べ、三次元空間における浮遊スペースの提案を実現し楽も元の状態に戻る。一つの風船を一つ音に代表し、複数た。このシステムは、図１のように入力部と出力部から構の風船を扱うことにより異なる音を奏でることができ、身成される。入力部はユーザが複数のヘリウムガス風船を手体の動きに伴うより体感的な音楽演奏が可能である。

で移動された位置の情報を取得できる構造である。出力部
としては、風船の位置から取得したデータが音の周波数を変更できる音響処理の機構である。

図 2

システム構成図

3.2 入力部
システムの入力部では、ユーザが手で風船を移動するこ

図４

実験風景

4. まとめ・今後の展望とである。ヘリウムガスを入れたゴム風船の紐がアクリル

本稿では，浮力があるガス風船を用い、ユーザが風船を板で制作されたボックスに付けされ、複数の風船を同じ高下に叩く動作で風船の位置を移動することにより、音楽のさに固定している。ボックスの上に超音波距離センサーを周波数を変更でき、音楽を演奏することを体感できる浮遊設置し、風船からボックスまでの距離を検出することがで型のタンジブルユーザインタフェースを提案した。

き、風船の位置情報を取得した。

今後の展望としては、超音波距離センサーではなく、より高い精度の位置を検知する方法を実現したい。ユーザが風船を手で扱う時、腕とか超音波距離センサーを影響しやすく、取得する数値も超音波センサーが検知できる範囲内に限定され、より自由な操作がしづらい。そのため、カメラや Kinect を利用し、より精確な数値を取ることは今後の課題としたい。

参考文献
Ishii, H.: Tangible bits: Beyond pixels, Proc. 2nd International
Conference on Tangible and Embedded Interaction, TEI’08, pp.xvxxv. (2008)[2]Jinha Lee，Rehmi Post，Hiroshi Ishii. ZeroN:Mid-Air Tangible
Interaction Enabled by Computer Controlled Magnetic Levitation.
UIST’ 11, pp.327-336. (2011)[3]油井俊哉，橋田朋子. スチロール球を用いた浮遊タンジブルユーザインタフェース．インタラクション 2016. pp.637-640.
(2016)[4] Toshiya Yui, Tomoko Hashida. Floatio: Floating Tangible User
Interface Based on Animacy Perception. UIST’ 16. pp.43-45.
[1]

図 3

超音波距離センサーから取得した数値の変化© 2019 Information Processing Society of Japan785

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[5]

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高橋皐，小林稔. 空中浮遊メディアによるメッセージ伝達イ
ンタフェース. インタラクション 2016. pp.602-607. (2016)© 2019 Information Processing Society of Japan786