情報処理学会 インタラクション 2015
IPSJ Interaction 2015

C58
2015/3/7

ComBand：遠隔地間における触覚コミュニケーションのためのリストバンド型デバイスおよび通信システムの提案
齋藤 匠†1	  	  馬場 哲晃†2	  	  串山久美子†2	  	 	  	 概要：本研究では，遠隔地間においての触覚コミュニケーションを可能にするリストバンド型デバイスおよび通信システムを提案する．本デバイスは，ユーザーが本デバイスを触れた位置・圧力度合いを取得し，通信相手に対してその触れられた位置，圧力度合いを，振動モータらを用いた触覚提示によって伝達するものである．著者らは本デバイ
スを ComBand と呼び、本稿では ComBand の概要，本デバイスおよびシステムの設計について述べ，また本デバイスを介した触覚による対話の可能性について述べる．

ComBand: Proposal of Wristband Type Device and Communication
System for Haptic Communication between Remote Locations
TAKUMI SAITO†1	  TETSUAKI BABA†2	  	 KUMIKO KUSHIYAMA†2	  	 Abstract: In this study, we propose a wristband type devices and communication systems to allow the haptic communication
between remote locations. This device obtains the position and pressure degree of user touches at the device, transmit theinfomations of position touched to a communication partner and the pressure degree to the communication partner by a tactile
display using a vibration motor and rotary motor. We call the device “ComBand”. This paper describes the overview and designof the device and the system of ComBand, also we discussed about the possibility of haptic conversation through this device.

1. は じ め に	  携帯通信端末の世帯保有率が 90%を超えた[1]現在，誰しもがテキストメッセージやビデオ通話等により遠隔地間では関連研究，３節以降で本研究の概要，デバイスおよびシステムの設計について触れる．また 4 節では本デバイスを介した触覚による対話の可能性について述べる．

コミュニケーションを図るようになった．しかし，携帯端2. 関 連 研 究末において広く一般的に用いられるコミュニケーション媒	  デジタルメディアを介して触覚の共有・伝達を行う研究

体は視聴覚情報に偏っており，触覚を第一のコミュニケーは多く存在する．

ション媒体として採用したデジタルメディアは少ない．触	  Sccot ら[2]はデバイスの動きを同期させることで，触覚覚コミュニケーションは様々な間柄の個人間で行われるが，を共有している．また Nakagaki ら[3]は麺棒型インタフェ

特に親しい間柄においては頻繁に触覚コミュニケーションースの動きによって，擬似触覚体験をさせる．触覚再現なが図られる．

どを行うために特別に制作・設置された環境内でのみ体験	  本稿では，親しい間柄のユーザー同士が利用することをを可能にするものがある一方で，小型モータを用いた簡易想定した，デバイスに触れる位置と圧力を，振動と圧迫に的な触覚提示方法も試されている．

変換し触覚提示により伝達するリストバンド型デバイス，	  本研究のように，触れられるという行為をアクチュエー通信補助用アプリケーション，および通信システムを提案

タによって擬似的に体験させる試みもある．Nakatsuma らする．

[4] は画像上の筆跡を小型振動モータにより再現すること	  本デバイスおよびシステムは，日常的に携帯することがで，視覚的情報を触覚によって楽しめるデバイスを提案しでき，デバイスの振動・圧迫パターンの変化によって意思ている．また Angela ら[5] はデバイスに触れる行為を振動疎通を図ることが可能な独立したコミュニケーションメデに変換することで相手に伝え，音声通話における触覚の補ィアとなることを目指す．

完のためのインタフェースを制作している．	  著者らは以下，本デバイスを ComBand と呼び，２節で†1 首都大学東京 システムデザイン学部 Faculty of System Design Tokyo
Metropolitan University.
†2 首都大学東京 システムデザイン研究科 Graduate School of System
Design Tokyo Metropolitan University© 2015 Information Processing Society of Japan

3. ComBand の 提 案
3.1 概 要	  ComBand は感圧位置検知付き圧力センサと振動モータ

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および回転モータにより，遠隔地間において触れる圧力を，振動モータらを用いて触覚提示するデバイスである．デバイス間の通信は，スマートフォン上の専用アプリケーションを介して行う．本システムは 1 対 1 のコミュニケーションを想定しており，本デバイスとアプリケーションはユーザーそれぞれが身につける必要がある．	  本デバイス，システムによる体験の流れを以下に示す．	  例）ユーザーA が Comband に触れ，ユーザーB とコミュニケーションを行う場合	  ⑴	  ユーザーA, ユーザーB は事前に ComBand およびアプリケーションの相互通信設定を行う．

（図 2）試作 ComBand	  ⑵	  ユーザーA が自身に装着している ComBand に触れると, デバイスは圧力センサにより触れた圧力，位置の情

3.3 本 デ バ イ ス が セ ン シ ン グ す る 動 作 お よ び 触 覚 提 示報を検知する．

方法について	  ⑶	  検知された情報は，専用アプリケーション，サーバ	  本デバイスは，大きな学習なく行える二種類の動作を以ーを介しユーザーB が装着する ComBand に送信される．

下のよう置き換えて入力として扱うものとする．	  ⑷	  ユーザーB の ComBand が受信情報に沿って動作し，（手首の位置は，掌を下に向けた状態）

擬似的にユーザーA に触れられた感覚を得る．	  ⑴	  手首の上部分を指で撫でる動作	  	  	  	  	  	  	  	  →	  ComBand の上表面を指で撫でる	  デバイスとアプリケーションの通信設定時，ユーザー間	  ⑵	  手首全体を握る動作の相互通信設定時には専用アプリケーションを起動する必	  	  	  	  	  	  	  	  →	  ComBand 全体を握る要があるが，それ以外の入出力は ComBand デバイス内で	  指で撫でる動作は，ComBand の表面が平面だとすると２完結させ，携帯端末を必要としない独立したコミュニケー次元上での点運動であり，その軌跡を提示可能なシステムションメディアとして扱えるようにしている．（図 1）

は幾つか存在する．ただし超音波ディスプレイでの提示や，アクチュエータによって，物理的に撫でる・握る動作の再現を目指すと腕輪型デバイスとして成立しないか，もしくはデバイスが巨大化してしまう．	  よって本研究では，指で撫でる動作を提示するアクチュエータとして，厚みを持たず簡易な構成によって点運動の軌跡提示が可能な小型振動モータを採用する．	  中妻ら[4]が述べている通り，振動モータによる触覚提示システムを採用したデバイスを Borst らがすでに提案しており[6, 7]，その動作信頼性は実証されている．よって，振動モータの配置および振動強度の決定は，Borst らの手法に

図 1	  ユーザー利用シーンイメージならう．（図 3）3.2 触 覚 提 示 の 部 位 に つ い て	  触覚提示を行う部位には，日常生活の中で肌が露出している割合の高い部分が触覚を感じやすくふさわしいと考え，首，手首，足首，額などを候補に挙げた．	  ただし，本デバイスは日常的に利用できるコミュニケー
ションメディアを目指しているため，大きく姿勢を変える（図 3）振動センサー配置概略図

ことなく容易に触れることが可能で，かつ触覚受容範囲が十分にあり，また日常利用シーンにおいてデバイスが装着	  また手首全体を握る動作は，ComBand 内の回転モータのされていて違和感のない部位を選ぶこととした．よって，動力でバンド全体を締め上げることにより圧迫に変換し，触覚提示の部位を手首に決定した．（図 2）

提示する．（図 4）© 2015 Information Processing Society of Japan947

は振動モータと回転モータにより擬似触覚を提示するための出力部，3 つ目は，各デバイスの通信を補助するアプリ
ケーションおよびサーバーなどの通信部である．	  以下，それぞれの設計について述べる．
3.4.1 入力部	  本デバイスでは，センサ上を圧迫した位置と圧力を検知できる Interlink Electronics 社の FSLP（Force sensing linearpotentiometers）センサを採用した．圧迫した位置とその圧力度合いを測定可能で，圧迫位置の遷移可能方向は一方向である．このセンサは二点以上の圧力検知は行えない．よって触覚パターンのバリエーションを増やすため，本デバ（図 4）バンド締め上げ時概略図

イスでは当センサを二列配置とした．また，手首を握る状
態を判別するために，（掌を下に向けた状態で）手首の下部

3.4 ComBand デ バ イ ス の 設 計 に つ い てにも圧力センサを配置し，図[6]のように腕の外側部分と内	  図 5 に示すように，ComBand デバイスは，アームバンド側部分を同時に圧迫した状態を検知させる．

本体，Bluetooth モジュール，センシング情報の処理・アクチュエータの動作を管理するマイコン，圧力センサ，振動モータ，回転モータによって構成される．	  手首装着型のデバイスには，大きさが固定されたブレスレット型，時計を模した腕時計型などいくつか種類がある
が，本研究では振動や手首全体の圧迫という触覚提示を行う為，デバイスと手首に隙間が生まれづらい伸縮性のあるリストバンド型を採用した．

（図 6）ComBand を握る状態のセンシング
3.4.2 出力部	  3.3 で述べた通り, 触覚提示には小型振動モータと回転モータを用いる．振動モータの振動強度の変更は，マイコンの PMW 出力の操作により行う．
3.4.3 通信部	  ComBand はデバイス間の通信に専用のアプリケーションを用いる．センシングによって得られた値は，マイコン内で処理され，Bluetooth モジュールを介して専用アプリケーションへと送られる．相互通信設定を行っているユーザー同士のアプリケーションが，サーバーを通じて相互通信を行う．その後受信されたデーターは送信時と逆の経路を辿ってマイコンによって処理され，アクチュエータが動作することにより触覚提示が行われる．
（図 5）システム図4. 触 覚 提 示 パ タ ー ン に よ る 対 話 の 可 能 性	  本システムの処理段階は大きく分けて 3 つある．1 つ目	  盲ろう者の間では，両手の指のうち 6 本の指へのタッチは 圧力センサによる触覚検知を行うための入力部．2 つ目の組み合わせによって五十音が決める指点字といった，触© 2015 Information Processing Society of Japan948

覚によって生まれる言語によって会話が行われている．これは触覚のみによるコミュニケーションで会話が可能であることを明確に示している．	  ComBand は圧力センサに加え，圧力の加えられた位置も取得・提示可能であるため，以下のような動作パターンをセンシングおよび提示可能である．
（手首の位置は，掌を下に向けた状態）	  ①	  手首左側を二本で触れる	  ②	  手首を左から右に二本で撫でる	  ③	  手首右側を指一本で触れる	  ④	  手首を右から左に一本で撫でる	  ⑤	  手首真ん中を 2 本で触れる	  ⑥	  手首全体を握る
使用ユーザー同士がこれらのパターンの組み合わせに意味を当てはめると，触覚のみで簡易な意思疎通を図ることが可能になる．
（例：①＋③＋④ ＝「おはよう」，⑥＋⑥＋⑥ ＝「おやすみなさい」）

5. お わ り に	  本稿では，遠隔地間において手首をコミュニケーションメディアとする，リストバンド型デバイス ComBand 及びシステムを提案について述べた．	  本研究では，誰が自分に触覚情報を送っているのかわからなくなるため，デバイス通信を一対一とした．しかしユーザー識別ランプなど視覚的情報をデバイスに付与することにより，Camband 複数ユーザーとの触覚コミュニケーシ
ョンがシステム上可能になる．今後研究を進めていく上で，試みたい．

参考文献
1) 総務省 平成 26 年度版情報通信白書｜第 2 部	  情報通信の現況・政策の動向 第 3 節 インターネットの利用動向
2) Scott, B. and Andrew, D.: inTouch: A Medium for Haptic
Interpersonal Communication, Extended Abstracts of CHI’97(1997)3) 中垣 拳, 今野 恵菜, 田代 俊太郎, 池澤 彩野花, 木村 優作,仁義 勝, 筧 康明,: ペタンコ麺棒:物体を潰して伸ばす麺棒型
VR インタフェース , IPSJ Interaction 2012 (2012)4) 中妻 啓, 星 貴之, 鳥越 一平: 触覚コンテンツの制作及び共有支援システムの提案 ~第 2 報~,第 13 回システムインテグレーシ
ョン部門講演会(2012)
5) Angela, C. Sile, O.Rob, J. Eric, G. Hiroshi, I.:ComTouch: Design ofa Vibrotactile Communication Device, DIS2002, (2002)
6) C. W. Borst and A. V. Asutay, :Bi-level and anti-aliased
rendering methods for a low-resolution 2d vibrotactile array, inProc. of World Haptics 2005, IEEE, pp.329-335, (2005)
7) C. W. Borst and C. D. Cavanaugh, :Touchpad-Driven Haptic
Communication using a Palm-Sized Vibrotactile Array with anOpen-Hardware Controller Design, in EuroHaptics 2004,(2004)© 2015 Information Processing Society of Japan949