Hedgehog: 硬さの変わるインタフェース菰池裕美†松下光範†

本稿では，触覚だけでなく視覚的にも「硬軟感」を変化させることができる毛状の触覚インタフェー
スを提案する．このインタフェースは，ハリネズミの毛の変化をメタファとして利用している．インタフェースはテグスにビーズを通して連節形状にした「毛」を格子状に配置し，各毛のテグスを裏側からソレノイドで引っ張ることによって，毛の角度や硬軟感を変化させることができる．

Hedgehog: an Interface for Tactile/Visual Information
Yumi Komoike† and Mitsunori Matsushita†
This paper proposes a tactile interface which presents “a feeling of solidness” both visuallyand tactually. This interface ustilises a change of a hedgehog’s fur as a metaphor. This interface consists of arrayed flexible wires and each wire is made of several beads tied in a row
with a nylon fiber. The interface changes the wire’s angle and a degree of hardness by pullingthe fiber with a solenoid.

覚的な提示だけでなく，ユーザがディスプレイに触れ

1. は じ め にてその動きを感じることを可能にしている．しかし，ハリネズミは，毛の形状や硬さを変化させることで感情表現を行っている．例えば，穏やかな時には毛をこのシステムの主眼は動きの提示による生物感の表現であり，硬軟感の変化は考慮していない．

寝かせているが，防御の姿勢を取る時には毛を鋭く立本研究では，ディスプレイの構成要素である毛の一たせて丸く縮こまる．本研究では，ハリネズミの毛の本一本の形状や硬さを変化させることで，ユーザに視ように，毛の全体形状や硬さを変化させることで，視覚的にも触覚的にも硬軟感の変化を伝えられるように覚と触覚の両方でその「硬軟感」を提示できるインタする．

フェースの実現を目指している．
串山らは磁力によって硬軟感提示が可能なディスプ

2. 提 案 手 法

レイを提案している1) ．このシステムは，スチールボー

上述したようなインタフェースを実現するには，一ルを磁力で制御することによってディスプレイ自体の定の長さを持った毛を軟らかく寝ている状態から硬く硬軟感を変化させることができる．しかし，この手法

ピンと立っている状態へと変化させられる構造が必要

では立体感に欠けるため，視覚的に硬軟感を読み取るになる．そこで，糸にビーズを通して連節形状にしたことは難しい．また，中安らは装置全体で「ざわめく」毛を作成し，その糸を引っ張ることによって毛の形状

2)表現を行うディスプレイを提案している ．このシスと硬さを変化させることにした．

テムでは，ディスプレイのアクチュエータとして形状予備実験を行ったところ，毛の素材としてビーズの記憶合金を用いており，その形状を変化させることがみを使用した場合は，糸を引っ張った時，全体形状ができる．しかし，このディスプレイは視覚的な変化のあまり変化しないうちにビーズ同士が密着してしまっ生成に主眼が置かれており，それ自体に触れることをた．そのため，毛の角度を直立状態にまで変化させる想定してはいない．また，串山らは天然の毛を上下にことができなかった．

回転するアクチュエータで制御し，生物感を表現でき
3)るディスプレイを提案している ．このシステムは視

そこで，ビーズとビーズの間に弾性のあるシリコンゴムを緩衝材として挿入し，糸に力をかけた時にそれらの緩衝材が少し撓むようにすることで，各毛がより† 関西大学 総合情報学部
Faculty of Informatics, Kansai University

垂直に近い角度にまで変化できるようにした．
本研究で実装した試作システム「Hedgehog」の構情報処理学会 インタラクション 2011

図 3 実験結果
Fig. 3 Result of Experiment

図 1 提案するインタフェースの構造
Fig. 1 Structure of proposed interface

図 4 毛の角度の変化
Fig. 4 Change of wires’ angle

実験結果を図 3 に示す．ここで，縦軸は毛の上に載せた紙片枚数を，横軸はソレノイドに与えた PWM
図 2 実験の様子
Fig. 2 Experimental Settingの値を各々示している．
ソレノイドの力を大きくしていくにつれて載せられる紙片の枚数が増えていくことからわかるように，ソ造を図 1 に示す．実装では，糸に 3 号のテグスを，糸レノイドの力によって毛の硬さを変化させることがでを引っ張るアクチュエータにソレノイド （2mm ストきている．また，形状に関しても図 4 のようにソレノローク，0.69N/2.5W） を各々用いた．テグスにはビーイドの力によって毛の角度を変化させることができてズとシリコンゴムを交互に通し，根部をアルミ製の土いる．

台に固定した．そして，その土台の背後からソレノイドで糸を引っ張ることにより，毛の角度と硬さを調節

4. お わ り にできるようにした．ソレノイドの鉄心には，穴の開い本論文では，毛の形状や硬軟感を変化させられるイた棒を垂直に取り付け，そこに糸を固定した．各ソレンタフェースを提案した．今後は毛の本数を増やし，ノイドは各毛の根元の直下に配置した．このとき，ソその動きを制御することによってディスプレイとしてレノイドと鉄心の間に 3mm の隙間を作り，そこに緩利用できるように拡張することを検討している．

衝用のスポンジを挟みこむことで，毛の変化する角度がより大きくなるようにした．これは，スポンジがない場合は未通電時であっても鉄心の重みが糸にかかってしまい，結果として毛の角度の変化が小さくなってしまうのを防ぐためである．
毛の硬さはソレノイドの吸引力を制御することによって調節できる．今回は Arduino を用いて PWM方式で制御することとした．

3. 実

験

2 章で実装したインタフェースを用いて実験を行った．図 2 に示すように，重さ 0.5g の紙片 （PPC 紙

75mm × 105mm）を重ねて毛の先端に載せ，ソレノイドの吸引力を最大値から徐々に下げていき，毛が紙の重みに耐えられなくなったときの値を測定した．

5. 謝

辞

本研究は平成 22 年度関西大学学術研究助成基金の支援を受けた。記して謝意を表す。

参 考文献1) 串山久美子, 笹田晋司: 硬軟感覚を提示できるア
クティブ砂場「Magnet Sand play」の開発, イン
タラクション 2009, pp.51-52 (2009).
2) 中安翌, 富松潔: plant: Shape Memory Alloy
Motion Display による葉群のざわめき表現, 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, 15(3), pp.289296 (2010).
3) 串山久美子, 笹田晋司: 生物感覚を提示する毛状視触覚ディスプレイ「Fur-Fly」, 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, 15(3), pp.459-462(2010).