情報処理学会 インタラクション 2020
IPSJ Interaction 2020

3B-58
2020/3/9

LED マトリクスで拡張したインタラクティブな靴紐の提案
大崎隼平†1塚田浩二†1

概要：近年，コンピュータの小型化／高性能化は著しく，身近な衣類や装飾具にコンピュータを搭載したウェアラブルデバイスが多数登場している．例えば，靴型のウェアラブルデバイスに注目すると，靴のフィット感等の実用性の向上や，新たなパフォーマンス表現に注目した事例等がある．一方，靴のファッション性の向上に注目した例は少ない．そこで本研究では，スニーカーの靴紐の多様性に着目した．インタラクティブなディスプレイを靴紐周辺に搭載することで，靴紐の表現を拡張し，ファッション性の向上を図る．具体的には，スニーカーのタンの部分に LED マトリクスを，靴紐を通すホール部分にタッチセンサを組み込むことで，靴紐の通し方の支援やバーチャルな靴紐の表現を試みる．

1. はじめに

2. 関連研究

近年，コンピュータの小型化／高性能化は著しく，身近松本ら[4]は，LED テープを複数⾵呂敷に組み込むことな衣類や装飾具にコンピュータを搭載したウェアラブルデで，視覚的に⾵呂敷の包み⽅を表⽰し，⽀援するシステム

バイスが多数登場している[1]．例えば，靴型のウェアラブである．

ルデバイスとして，ナイキは装着者の足の形を検出し，程茂⽊ら[5]は，ストリングアート紐の経路を⾃動算出し，よいフィット感になるように自動的に靴紐を締めるバスケ

LED を⽤いて実世界で順番に提⽰できるシステムである．

ットボールシューズを提案している[2]．また，Orphe は靴

Sazonov ら[6]は，靴にセンサを装着し，姿勢などを正確にモーションセンサや多数のフルカラーLED を搭載するに認識できるウェアラブルデバイスを提案している．

ことで，ダンス等の動きに連動して光の明滅パターンを変Paradiso ら[7]は，靴にセンサを装着し，ユーザの動きを，更することができるインタラクティブシューズである[3]．

リアルタイムに⾳楽に変換するシステムを提案している．

⼀⽅，これらの事例は実⽤性の向上や，新たなパフォーマ

本研究では，多様な靴紐の通し⽅をアニメーションで表ンス表現に注⽬しており，従来の靴のファッション性の向⽰したり，バーチャルな靴紐のパターンを表現することで，上に注⽬した事例は少ない．

⾜元のファッション性の向上を⽬指す．

そこで我々は，スニーカーの靴紐の多様性に着⽬した．
図 1 に⽰すように，スニーカーの靴紐の通し⽅は 10 種類以上存在しており，外観／機能に多様性を持つが，多くの3. 提案

ユーザはこれを認識しておらず，購⼊した状態のままで利本研究では，スニーカーの上⾯に LED マトリクスを搭載⽤していると思われる．こうした問題の解消を⽬指して，し，靴紐の通し⽅や仮想的な靴紐のパターンを提⽰するこ本研究では，スニーカーのタンの部分に LED マトリクスやとで，⾜元のファッション性の向上を⽬指す．また，スニセンサを搭載し，バーチャルな靴紐の表現や靴紐の通し⽅ーカーのホール部にタッチセンサを装着し，靴紐の状態をを提⽰することで，⾜元のファッション性の向上を⽬指す

検出することで，リアルな靴紐とバーチャルな靴紐を組み（図 2）.

合わせた表現を実現する．さらに，PC／スマートフォンからアニメーションを簡単に作成できるアプリケーションを提供する．

図 1

スニーカーの靴紐の通し方の種類
図 2

デバイス構成†1 公立はこだて未来大学© 2020 Information Processing Society of Japan998

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本システムのデバイス構成を図 2 に⽰す．スニーカーのまた，ほぼ常に靴紐が通る先端部のホールは，タッチセタンの部分に LED マトリクスを組み込み，靴紐を通すホーンサとしても利⽤する．タッチする時間を調整することでルにはタッチセンサを搭載する．

「タッチ」，「ダブルタッチ」，「ロングタッチ」といったタッチの種類を検出する．タッチの種類によって，パターン

3.1 LED マトリクス部や提⽰モードの切り替えを実現する．

LED マトリクス部では，図 3 のように様々な靴紐を模したパターンの提⽰や，図 4 のように靴紐の通し⽅の⼿順をアニメーションで⽰すといった様々な情報提⽰を⾏う．

3.3 パターン制作アプリケーション
PC やスマートフォンから LED マトリクスの提⽰パター通し⽅の⼿順提⽰では，靴紐をどのホールに通すか，ホンを GUI で作成可能な Web アプリケーションを実装すール部の外側／内側のどちらから通すか，左側／右側のどる．制作したパターンは，靴型デバイスに Wi-Fi 経由で転ちらの紐を通すかといったポイントを，LED の⾊で区別す送する．

ることで分かりやすいように配慮する．アニメーションの提⽰⼿順は以下の通りである（図 4）．
（１）初期状態として，左側の靴紐先端は青，右側の靴紐は赤等の目印をつける．
（２）LED の色に合わせて靴紐を次のホールに通す．

図 5

パターン制作アプリケーションの利用イメージ

4. 実装
図 6 に，プロトタイプの外観を⽰す．市販のスニーカー（コンバース キャンバス オールスター OX）を元に，フルカラーLED テープとマイコンを中⼼に構成される．マイコンは図 6 では Arduino Uno を利⽤して，パソコンとシリアル通信で通信している．現在，Wi-Fi 機能を搭載した
Arduino 互換機「ESP32-WROOM-32D」を⽤いた実装を進めており，Wi-Fi 通信機能の搭載と⼩型化を⽬指す．後述するソフトウェアは本モジュールを利⽤したものである．
図 3

LED マトリクス部の提示パターンの例

図 4

靴紐の通し方のアニメーション提示の例

3.2 タッチセンサ部

図 6

プロトタイプの外観

4.1 LED マトリクス部の構成

タッチセンサ部では，現在の靴紐の状態や，単純なユー

図 7 に，LED マトリクスの外観を⽰す．フルカラーLED

ザのタッチ動作を検出する．スニーカーの各ホール部に静テープは靴のタン部の⼤きさに合わせて， 4 個×9 列と 3電容量式のタッチセンサを装着し，導電性の靴紐を⽤いる個×2 列の計 42 個分の LED を使⽤した．6 列のホールにことで，現在靴紐が通っているホールや，その順番を時系対して，中間状態を考慮して計 11 列の LED マトリクスを列で記録する．

⽤意した．また，フルカラーLED テープの配線を靴のタン© 2020 Information Processing Society of Japan999情報処理学会 インタラクション 2020
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4.3 パターン制作
ESP32-WROOM-32D モジュールとの Wi-Fi 通信を想定しアニメーションでは，靴紐を通す際の要点を，⾊で分けて，パターン制作のための Web アプリケーションを実装しることによって視覚的に提⽰した．例えば，図 8 のように,ている．LED マトリクスを模した画⾯をアプリケーション

⻘，⻩の順で提⽰されたアニメーションは，「左側の靴紐を上に表⽰し，ペイントツールのような感覚でコマ毎にパタホール部の内側から通す」という動作を⽰す．また，⾚，ーンを作成する．Web アプリとすることで，PC／スマート緑の順で提⽰されたアニメーションは，「右側の靴紐をホーフォンを問わず動作する．なお，HTML5 と JavaScript を⽤ル部の内側から通す」という動作を⽰す.

いて実装する．

今後，LED マトリクスの機械的な⾒た⽬や光り⽅を改善するために，LED マトリクスの上に布を被せる等⼯夫する．

図 9
図 7

LED マトリクス部の外観，フルカラーLED テープを独自の固定具で固定し，マトリクス状とした．

アプリケーションの画面イメージと動作例

5. 今後の展望
今後は，パターンやアニメーションによって，靴紐の通し⽅の⼿順を理解できるか，また，ファッション性の拡張に繋がるかをユーザ評価から検証し，システムの改善につなげていきたい．

参考文献
[1]

図 8

靴紐の通し方のアニメーション例

4.2 タッチセンサ部の構成モードの切り替えなどの基本的な動作を確認するため

[2]

[3]
[4]に，まずは，図 6 のように靴紐を通す⾦属製のホール部にワニ⼝クリップを取り付けて，ソフトウェアから実装を⾏なった．現在，導電⽷を⽤いた実装を進めている．
スニーカーの複数のホール部にタッチセンサを装着し[5][6]静電容量の変化を取得することで，現在の靴紐の状態を検出する．各ホール部に導電糸を巻き付け，スニーカー表面に導電糸でパターンを形成して，マイコンのポートに個別に入力する．
タッチセンサは，ホール部を触った時と触っていない時の静電容量を取得することで，⼿でホール部を触っている[7]

澤田砂織．ウェアラブルデバイスを活用したシステムについての現状と問題点，今後の展望について．バイオフィードバック研究，2017，vol44，no.2，pp.91-96
NIKE Adapt
https://www.nike.com/jp/launch/t/adapt-bb-black-white-pureplatinum/“ORPHE | 足元から世界を変えるスマートフットウェア”．
https://orphe.shoes/
松本拓磨，長尾将旭，林広幸，濱川礼．風呂敷への興味促進と包み方の理解を目的とした包み方支援システムの提案．情報処理学会研究報告 HCI-182(12)，pp.1-8．(2019)
茂木良介，五十嵐悠紀．ストリングアートのためのデザイン
支援と自動経路算出システム．WISS 2019.
Edward Sazonov，George Fulk，James Hill，Yves Schutz，Raymond Browning．Monitoring of Posture Allocations andActivities by a Shoe-Based Wearable Sensor．IEEE
TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING，2011，vol58，no.4，pp.983-990.
Joseph Paradiso，Kai-Yuh Hsiao，Eric Hu．Interactive Musicfor Instrumented Dancing Shoes．International Computer Music
Conference(ICMC)，Beijing，Chaina，pp.453-456．San
Francisco:ICMA．(1999)

かどうかを判別する．1.5 秒以内に 1 度触って離す動作を「タッチ」，0.5 秒以内の間隔で「タッチ」を 2 度⾏う動作を「ダブルタッチ」とし，タッチの種類によって，パターンや表⽰モードの切り替えを⾏う.

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