Toss-It: モバイルデバイスにおける「トス」や「振り」の動作を用いた情報の移動を直感的に実現するインタフェース技術
矢谷 浩司 †

田村 晃一 ††

廣木 桂一 †‡

東京大学

杉本 雅則 †

橋爪 宏達 ‡

国立情報学研究所

携帯電話や PDA に代表されるような、モバイルデバイスが日常の生活に広く普及してきているが、そのインタフェースに関していくつかの問題を抱えている。特に、モバイルデバイ
スにおける他の機器との情報の移動に関しては、ユーザに煩雑な操作を強いる場合が多い。
本研究では、モバイルデバイスにおける情報の移動を直感的に実現する、Toss-It というイ
ンタフェースを提案する。Toss-It によって、ユーザはボールをトスするように、あるいはカードを配るようにデジタルな情報の移動を実現できる。

Toss-It: Intuitive Information Transfer Techniques for
Mobile Devices with “Toss” and “Swing” Actions
Koji YATANI† Koiti TAMURA† Keiichi HIROKI†
Masanori SUGIMOTO† and Hiromichi HASHIZUME‡†

University of Tokyo‡

National Institute of Informatics

Recently, mobile devices have rapidly penetrated into our daily lives. However, several
drawbacks of mobile devices have been mentioned so far. Toss-It provides intuitive information transfer techniques for mobile devices, by fully utilizing their mobility. By using
the developed system called Toss-It, a user can send information from the user’s PDA toother electronic devices with a “toss” or “swing” action, as the user would toss a ball ordeal cards to others.

背景やプリンタ等) との間における情報の移動にも、解近年、携帯電話や PDA(Personal Digital Assis- 決すべき課題がある。例として、自分のモバイルデtant) に代表されるような、モバイルデバイスが日常 バイスから相手のモバイルデバイスへと、ファイルの生活に広く普及してきている。また、さらに今後も をコピーする場合を考える。これは赤外線通信やメ
モバイルデバイスが、さまざまな場面において活用 モリカードなどを使って実現することができるが、されていくことが大きく期待されている。モバイル これらの方法は人間にとってあまり直感的でない操デバイスは持ち運びが容易などいくつかの利点があ 作であったり、作業を完了するまでに多くの手順をるが、モバイル性を持つがゆえにそのインタフェー 必要としたりする場合がある。あるいは、複数のデスに関していくつかの問題を抱えている。例えば、 バイスへとデータのコピーを行う際には、各々のデ情報を表示するディスプレイが限られていることや、 バイスに対して上述のような操作を何度も行わなけ
文字などの入力手法が依然成熟していないことなど ればならない。
一方、現実世界において我々が近くの人にものをである。
モバイルデバイスにおいては、他のモバイルデバ 渡す際には、相手に向かってものを投げ渡す (トスイスやコンピュータ機器 (パーソナルコンピュータ をする) という動作だけで済ませてしまうことがで

1

1

(a)

(b)

(c)

図 1. Toss-It を用いた直感的な情報の移動例: (a)PDA から PDA へ (b)PDA からプリンタへ (c)PDA から複数の PDA へきる。この現実世界での動作と同じように、デジタ LED のマーカーを用いたもので代用し、Toss-It の
ルな情報の移動を実現することができれば、前述の 実現可能性を示すことを優先した。
また、3 番目の要件に関しては現在一般的にモバような煩わしい操作を行う必要性がなくなる。そこで本研究では、モバイルデバイス (本研究では PDA イルデバイスでも利用されている無線 LAN と、ソを用いる) における情報の移動を直感的に実現する、 ケット通信を用いたプログラムを用いることとした。
Toss-It というインタフェースを提案する。Toss-It に さらにサーバを準備し各々の通信を管理するようによって、図 1 に示すように、「トス」(縦に振る動作) した。
で単数のユーザやデバイスに情報の移動が行える他、
2 関連研究「振る」(横に振る動作) で複数のユーザやデバイス
2.1 モバイルデバイスに人間の動作を適用した研に対して一斉に情報の移動を行うことができる。
究例
このように「トス」や「振る」という動作によっ
Hinckley らの研究 [3] では、センサを用いてデバて情報の移動を行うためには、Toss-It は大きく分け
イスの傾きを感知できるようにすることで、例えば、て以下の 3 つの要件を満たさなければならない。
画面のスクロールを PDA を傾けることで行えるな• 「トス」もしくは「振る」動作を認識する
ど、直感的な操作を実現している。この他にも、同• 複数のユーザの位置と向きを認識する様の手法によってモバイルデバイスのユーザインタ• ファイル転送等のデータ通信ができる
フェースをより直感的なものにすることを目指した研究がある [1, 5]。
Toss-It では、「トス」や「振る」動作を取得する
Peephole Display[8] は、PDA のディスプレイのために、PDA に加速度センサと角速度センサを取位置とバーチャルな空間の位置とを結びつけており、り付ける手法を採用した。動作の推定を行うその他
ちょうどのぞき窓から風景をのぞいているような感の手法としては、カメラを用いた画像認識が挙げら覚を与えている。これによって、PDA を持って上下・れる。しかし、カメラを用いる手法では、任意の場
左右方向に動かすことで、ユーザが使用できる画面
所、および向きで行われるユーザの動作を取得するの大きさを PDA のディスプレイ以上に劇的に大きには、多くのカメラを必要とする。一方、本手法はくすることができる。
カメラを用いる手法と比較して、比較的低いコスト
また、[9] では、リビングルームにあるような電で実現できる、外部の機器や複雑な設定を必要とし子機器を統一的に操作できる XWand というデバイ
ない、といった利点がある。
スが提案されている。例えば、XWand を照明に向
ユーザの位置と向きの認識に関しては、モバイル
けて振ると照明の on/oﬀ ができたり、テレビに向けデバイスの持つ携帯性を損なうことのないものがよて XWand を時計方向/反時計方向にねじることでボい。さらに、Toss-It においては各ユーザや各デバイ
リュームの大小を調節することができる。
スの相対的な距離と向きが推定できればよい。我々
以上のように人間の動作をモバイルデバイスに適は現在、特殊な外部装置を必要としない位置認識技
用し、より直感的なインタフェースを提供するシス術の開発を進めているが、本稿においては位置認識
テムは提案され続けている。しかしながら、情報の技術としてステレオカメラを外部に設置し、赤外線

2

移動のような複数のモバイルデバイス間でのインタ
ラクションを支援するインタフェースに、ジェスチャを応用している研究は数少ない。

2.2

情報の移動を支援する研究例

Rekimoto は、電子的にエンハンスされたスタイラスを使用することにより、ハンドヘルドデバイス
上のオブジェクトをそのスタイラスで持ち上げ (pickup)、他のハンドヘルドデバイスやスクリーンなど
図 2. 慣性センサ群を搭載した基板に移動させる (drop) ことができるシステムを提案している [4]。これによって、非常に直感的なデータの 3.2 認識アルゴリズム
やりとりを行うことができる。同様に、赤外線タグ
Toss-It においては、単に「トス」や「振る」動作を使用して情報の移動を行う端末を指して特定し、を認識するだけではなく、「トス」する動作においてファイルの移動等を直感的に行うことができるシスはその強さを、「振る」動作においてはその軌跡をテムがある [6]。
も考慮する必要がある。これは、「トス」する動作でこれらのシステムは、情報の移動を現実世界でのは、図 1(a) のようにその強さによって情報の送信距行動に近い形で提供している。しかしながら、情報
離を、「振る」動作では、図 1(c) のようにその軌跡にを移動する際には相手の端末まで十分近づいて使わ
よって情報の送信範囲を決定するためである。本節なければならない点や、マルチキャスト機能を実現
では、「トス」や「振る」動作の抽出、「トス」の強さ
していない点で異なる。さらに、図 1(a) のように人の推定、さらに「振り」の軌跡の推定の 3 つに関すを越えて情報の移動を実現するようなことは、[6] でるアルゴリズムを順に説明する。なお、現在利用で用いられている、pointing という動作では十分に実きる PDA では処理能力に限界があるため、現段階現できない。
においてはサーバにてこれらの処理を行っている。

3

動作の認識

3.2.1 「トス」や「振る」動作の抽出アルゴリズム
理想的には、図 2 の基板に取り付けられた慣性セ「トス」や「振る」動作を認識するために開発し ンサ、特に加速度センサの出力をそのまま用いるこた基板を、図 2 に示す。この基板では、検出範囲 とで、「トス」や「振る」動作を取得することが可能±10[g]、感度 4.0[%/g] の性能を持つ、2 軸の加速度 である。しかしながら、幾度かの試行実験の結果、センサである Analog Devices 社製 ADXL210 と、検 「トス」や「振る」動作が終わった直後において、特出範囲 300[deg/sec]、感度 0.67[mV/(deg/sec)] の性 に加速度センサにおいて無視できない揺らぎが計測能を持つ、1 軸の角速度センサである村田製作所製 されることが確認された。図 3 は「トス」する動作
ENC-03J の 2 種類のセンサを用いている。図 2 の基 を行った際の加速度センサの典型的な出力をグラフ
板には、4 つの加速度センサと 3 つの角速度センサ にしたものである。この無視できない揺らぎによっが取り付けられており、これによって合計 11 の自由 て、特に「振り」の軌跡の推定値が大きく違ってし度を持っている。動作を認識する上では 6 自由度あ まうため、この揺らぎを除去する必要がある。
れば十分であるが、より正確に動作を推定したり、 この揺らぎを除去するアルゴリズムを考える上で、複雑な動作を認識することを目指し、試行的に自由 アルゴリズムを簡単化するための仮定をおいた。す
度の数を大きくしている。
なわち、「トス」や「振る」動作は静止状態 (速度、なお、センサ群の出力はカットオフ周波数 1[kHz] 加速度共に 0) から始まって、静止状態で終了するとのローパスフィルタを通って、さらに信号を増幅し いう仮定である。また、スナップを利かせるようなて H8 マイクロプロセッサに送られる。H8 マイクロ 動作に関しては動作の開始から動作の終了までの時プロセッサではセンサ群の出力を AD 変換し、シリ 間が一般的に非常に短く、十分に検出することが難アル通信を介して PDA 本体へそのデータを送るこ しいことが観察されたため、現段階では扱わないことができる。
ととした。この仮定によって、ある一つの動作において速度の増加量と速度の減少量は等しくなると考
3.1

ハードウェア3

た、動作中は角速度センサの出力値から、基準座標
系と PDA 座標系の変換行列を逐次計算することができる [10]。

3.2.2 「トス」の強さの推定「トス」する動作において、トスするものが物理的な物体であれば、その飛距離は運動方程式を用いることで計算できる。この時、飛距離は初速度と投げ上げ角度によって決定される。Toss-It では、実際に物理的な物体を投げるわけではないので、「トス」
する動作における初速度と投げ上げ角度を慣性セン
サの出力値から決定する必要がある。
我々は「トス」する動作に関する簡単な実験を何度か行った後、次のような仮定をおくこととした。
すなわち、(1)「トス」する動作は PDA を床に垂直下向きにした状態から始まって、フォロースルーなしで終了する、(2)「トス」する際には物体を最高速度の時点で手から放す、である。この仮定によって、初速度を 4.1 節のアルゴリズムで抽出された時間における最高速度とした。一連の動作における最高速
度は、加速度センサの値から積分計算を行うことによって得られる。具体的には、PDA 上で観測された
3 軸の加速度の値から、作用する重力加速度を除去する。その後、積分計算を行い、PDA 座標系から基準座標系へと座標変換を行うことで、基準座標系における速度を得ることができる。また、投げ上げ角度は 45[度] で一定とした。

図 3. Toss-It で「トス」の動作を行った際の加速度センサの典型的な出力例
えることができる。すなわち、加速度センサの出力から積分を行った場合に、正の領域における積分量(図 3 の P 領域) と負の領域における積分量 (図 3 のN 領域) は等しいことになる。
このことから、不要な揺らぎを除去し、「トス」や「振る」動作における慣性センサの一連の値を取得するアルゴリズムを実装した。このアルゴリズムの説
明を図 3 を例に用いて説明する。まず加速度センサの出力値から加速度 0 の軸と交差する時点、すなわ
ち加速度センサの出力値の符号が反転する時点を検出する。この時点と一つ前の符号が反転する時点 (この時点を “starting point”と呼ぶ、図 3 参照) との間で、加速度センサの出力値を積分する。この積分値があらかじめ決められた閾値よりも大きく、かつ加速度の最大値が閾値より大きい場合、検出した符号が反転する時点を「トス」や「振る」動作における速度が減少し始める時点とみなす (この時点を “inversion
point”と呼ぶ、図 3 参照)。続いて、inversion point から符号が反転した加速度センサの出力値の積分を始め、この負の領域における積分値が、starting point
から inversion point までの積分値と、ある閾値以下の差で 0 に近づく時点を求める (この時点を “endpoint”と呼ぶ、図 3 参照)。end point が求まった時点
で積分計算を終了し、starting point から end pointまでの時間で「トス」や「振る」動作が行われたと認識する。このアルゴリズムによって実際に認識されたものが図 3 の灰色の部分である。
さらに、PDA はユーザによって自由に回転することが可能であるから、「トス」の強さや「振り」の軌跡をより正確に計算するために、基準座標系と PDA
座標系における座標変換を考慮する必要がある。
「トス」や「振る」動作は静止状態から開始するという仮定を用いて、starting point における座標変換はあらかじめ簡単な形で決定できるものとしている。ま

3.2.3 「振り」の軌跡の推定「振る」動作に関しては加速度成分を 2 回積分することによって動作の軌跡を推定している。推定をより簡単に行うために、「振る」動作によって描かれる軌跡は、体を中心とした円弧であると仮定した。
これによって軌跡から円弧の中心角を求めることで、受け手の範囲をより容易に特定できることになる。
また、「振る」動作においては鉛直方向の動作は大きくないとし、これを無視することとした。
PDA の軌跡ベクトルは加速度を 2 回積分することで求めることができる。この際、PDA 座標系か
ら基準座標系への変換を同時に行うことで、基準座標系における変位ベクトルを求めることが可能となる。この求められた各点を結んでいくことによって、
PDA の回転にとらわれない軌跡を得ることができる。上述の円弧の仮定により、動作の開始点と動作の終了点との直線を、円弧の弦と見立てることができる。この弦の長さと円弧の半径から、円弧の中心

4

中での重心位置を取得する。
続いて、得られた 2 つのカメラ画像における各赤
外線 LED の重心位置の対応付けを行う。簡単に対応する点を見つけることが可能である。対応する重心位置が決定した後、左右画像での「ずれ」を計算する。この「ずれ」によって奥行き方向の距離を決定することができる。このようにして各赤外線 LEDの 3 次元位置を求めることができる [7]。
さらに、求められた 3 つの赤外線 LED の 3 次元
位置から、それらの重心を求めることで、ユーザの位置が推定できる。さらに、3 点の中から最も長い辺をなす 2 点を点滅していない点 (すなわち、頂点
 と CA の和をユーザB 、及び頂点 C) と見なし、BAの向きとして推定する。また、カメラからの画像を複数フレーム取得し続けて点滅パターンを取得し、ユーザの同定を行う。

図 4. 赤外線 LED を用いたマーカー
角を計算することができる。なお、円弧の半径はあ
らかじめ実験をして決定した。

4

位置認識

屋内における位置認識技術に関しては、すでに様々なものが提案されている [2]。本研究では、それらの技術の中から、カメラを利用することとした。カメラを利用する位置認識システムは比較的構築が容易である点や、他技術と比べても高い精度の位置認識 5 評価実験が行える点などといった利点がある。以下では、我々 5.1 動作の認識に関する評価実験が開発した位置認識システムについて述べる。
動作を認識するために設計したハードウェアとア
ルゴリズムが、Toss-It におけるシステム要件をどの
4.1 デバイス
図 4 は、位置認識システムで使われるマーカーで 程度満たすものかを確認するため、評価実験を行っある。このマーカーでは赤外線 LED が二等辺三角 た。実験においては、特に「トス」の強さや、「振形の形になるように配置されている。後述の認識処 り」の軌跡がどの程度正確に推定できているかを評「トス」する動作に理においては、この二等辺三角形の形を認識するこ 価するものとした。具体的には、とで、ユーザの位置と向きを求めることができる。 関しては、被験者から 1[m]、2[m]、3[m] 離れた場所「振る」動作に関
また、頂点 A にあたる赤外線 LED は、デバイス毎 に向かって情報を投げ渡す動作を、に異なる点滅パターンで点滅し続けている。この点 しては、45[度]、90[度]、135[度] の 3 つの角度を目標
滅パターンを認識することで、ユーザの同定を行う に動作を行ってもらうこととした。被験者は 6 名で、各々の目標値に対して 25 回動作を行ってもらい、そことができる。
カメラに関しては、より正確な位置や向きをより の推定値を記録した。なお、実験前に動作に慣れて容易に取得するため、複眼のカメラ (以下、ステレ もらうために、簡単に Toss-It の説明をし、「トス」
オカメラという。) を複数台用いている。さらに、ス や「振る」動作の練習をしてもらった。
図 5 に、飛距離の推定値を目標の飛距離毎に分け
テレオカメラのレンズ部に 900[nm] 以下の光を遮断するフィルタを取り付け、赤外線 LED の光のみを て示す。また、図 6 に、角度の推定値を目標の角度毎に分けて示す。各推定値の分布のピークは各目標値取得するようにしている。
付近に存在していることがわかる。各々の目標値に4.2 認識処理
対する推定値の平均と分散を、表 1、表 2 に示す。こマーカーの赤外線 LED をステレオカメラでとら れらの値から、目標飛距離の 1[m] と 2[m]、2[m] とえると、画像中で白色の円形として表示される。こ 3[m] の間、及び目標角度の 45[度] と 90[度]、90[度]の画像から各赤外線 LED の 3 次元位置を決定する と 135[度] の間における平均値の差異に関して Welch
ために、まず各赤外線 LED の画像中での重心位置 の t-検定を行ったところ、その差異は有意であるこを求める。具体的には、閾値を設けて白色の領域を とが確認された (両側検定、p < .01)。
抽出した後、領域毎で重心の座標を求め、これを各以上の実験から、上述のハードウェアとアルゴリ
赤外線 LED の画像中での重心位置とする。同様に ズムによって「トス」や「振る」動作を取得するだ
もう一方のカメラ画像からも各赤外線 LED の画像

5

35

50

1[m]

45

2[m]

45[deg]3[m]90[deg]135[deg]30# of times

35
30
25
20

25
20
15
10

15
10

5

estimated distance [m]145~150140~145

135~140130~135

125~130

120~125

115~120110~115105~110100~105

90~95

95~100

85~90

80~85

75~80

70~75

65~70

60~65

55~60

50~55

45~50

40~45

35~40

~30

0
5.00~

4.75~5.00

4.50~4.75

4.25~4.50

4.00~4.25

3.75~4.00

3.50~3.75

3.25~3.50

3.00~3.25

2.75~3.00

2.50~2.75

2.25~2.50

2.00~2.25

1.75~2.00

1.50~1.75

1.25~1.50

1.00~1.25.750~1.00

~.500

0

.500~.750

5

30~35

# of times

40

estimated angle[deg]図 5. 推定飛距離の分布

図 6. 推定角度の分布

目標飛距離 [m]平均 [m]

標準偏差

目標角度 [度]

平均 [度]

標準偏差

1
2
3

1.06
1.90
2.88

0.418
0.513
0.806

45
90
135

54.2
89.2
129

14.8
14.3
8.80

表 1. 各目標飛距離に対する推定値の平均と分散

表 2. 各目標角度に対する推定値の平均と分散

けでなく、「トス」の強さや「振り」の軌跡がある程 を再識別可能であることがわかった。
度正確に取得できていると考えられる。
以上の実験から、本位置認識手法は Toss-It で使5.2 位置認識に関する評価実験用する際には十分な精度を実現できていると考えら
4 節で述べた位置認識技術が、Toss-It において使 れる。
用できるだけの十分な性能があるかを検証するため
5.3 ユーザシナリオによる評価実験に、位置認識技術に関しても実験を行った。実験で実際に Toss-It が使われる場面を想定した評価実は、カメラから 1.5[m] 離れた水平面上における位置験を行った。評価実験では、情報の送り手を 1 人、と向きを測定し、その誤差を測定することとした。
受け手の候補を 4 人とし、図 9 のように並んでもら
向きに関しては、床を垂直に見下ろすようにカメラうこととした。送り手はある程度自由に動くことがを垂直に設置することを考えれば、床と平行な面上でき、向きも自由に変えることができることとした。
での向きが重要であると考えられる。そこで、カメ
この状況で、受け手を誰にするかを変え、どの程度
ラの奥行き方向に関しては、傾きを持たないように
正確に情報の移動が実現できるかを検証した。具体して測定した。また、ユーザ同定に関しては 5 種類
的には「トス」による情報の移動に関する実験 (E1、の点滅パターンを用意し、識別できるかどうかを実
E2、E3、E4)、「振り」による情報の移動に関する実験した。
験 (E5、E6、E7、E8) を図 9 のように決めた。
図 7 に、位置の測定における誤差分布を示す。図 7
受け手の決定方法は、「トス」の場合は送り手の位に示されているとおり、誤差が最も大きくなると思置と向き、「トス」の強さから情報の着地点を計算
われるカメラ画像の端の部分においても、6[cm] 程し、その着地点から 2[m] 以内に存在し、かつ着地点度の誤差で収まっており、十分な精度で位置情報をから最も近いユーザを受け手とした。また、「振り」取得できると考えられる。
の場合は送り手の位置と向き、「振り」の大きさから
図 8 は誤差のばらつきが最も大きくなる、カメラ
送信範囲を決定し、その送信範囲内に存在するユー
画像の端の点での向きの測定における誤差分布であザ全員を受け手とした。さらに、送り手の位置と向る。しかしながら、その誤差のばらつきは平均してきは送るべきファイルを選択した時点の情報を用い、
約 10[度] になっている。
ファイルを選択してから動作し終わるまで、位置とユーザ同定に関しては、2〜3[秒] 間点滅パターン
向きは変化しないものとした。
を取得すれば正確な識別が可能であるとわかった。
全ての実験を 5 人の被験者で行い、そのうち 4 人
また、急激な動作をした場合などには点滅パターン(全員男性、右利き) に各実験において 10 回の試行を正確に取得することはできないが、動作後静止すを行ってもらった。なお、各実験前に Toss-It に慣れれば点滅パターンを再取得することができ、ユーザてもらうための練習を行ってもらった。

6

user2E2
1.5[m]

user1

1.5[m]

user3
E7
E8
E3

図 7. 位置の測定における誤差分布

user4

1.5[m]

senderE5
E6E4

図 9. ユーザスタディにおけるユーザの配置と「トス」および「振り」に関する実験

350

Measured Angle[deg]1.5[m]

E1

300
250
200

実験

成功率 [%]

実験

成功率 [%]

150

E1
E2
E3
E4

75.0
75.0
80.0
70.0

E5
E6
E7
E8

85.0
60.0
90.0
55.0

100
50
0

0

50

100

150

200

250

300

350

True Angle[deg]表 3. 各実験における情報の移動成功率

図 8. 向きの測定における誤差分布 (カメラ画像の端の点)は、マーカーを PDA に付けており、ユーザの向きとして認識されるのは PDA の向いている方向
表 3 に各実験の結果を示す。ここでの成功率とは、となり、実際のユーザの向きとは違ってしまう場
指定された相手に対してのみ情報を送ることができ合がある。このために、ユーザの意図とは違う方
た回数の、全ての試行回数に対する割合である。こ
向に情報が「トス」されるケースが生じたと考えの実験結果を分析したところ、以下のような知見をられる。また、この傾向は「振り」に関する実験得た。
においてもいくつか確認された。
• 「トス」の動作の推定誤差に関する影響: E1 に
• 全員に情報を移動する際の動作の特徴: E5 や E7
おける全試行のうちの 10.0[%] は、user2(user1のように全員に対して PDA を「振る」場合、実の奥に存在するユーザ) に渡っていた。この時、際の角度よりも大きく振ることが多かった。その「トス」の推定飛距離が 2.25[m]〜5[m] になって結果、成功率が他の実験よりも高くなったと考えおり、このことが失敗の主要因であると考えらられる。また、被験者からは、「全員に配るのはれる。また、E2 では、「トス」の推定飛距離が大きく振ればよいので、楽でとてもやりやすい。」
5[m]〜8[m] という大きすぎる値になって失敗すという意見が得られた。
るケースが 2.5[%]、推定飛距離が 1[m] 程度の小• 小さく「振る」動作の際の特徴: E6 や E8 のようさすぎる値になって失敗するケースが 20.0[%] とに一部の人にだけ配るような動作は、必要以上なっており、「トス」の推定に関する誤りが大きに大きく振りがちになり、失敗するケースがあっく起因していることが分かった。このような誤りた。被験者の中には振り始めの向きに余裕を持たは E3 や E4 においても見られた。
せる (例えば、E6 であれば、user4 に直接向けて• ユーザの向きの認識誤差に関する影響: E1 のおから振り始めるのではなく、ほぼ真横に向けておける全試行のうちの 10.0[%] は、user4 に渡っていてから振り始め、90 度に振って止める) などしいた。このケースと成功したケースを比較するて、より正確に投げようとしていた。
と、向きが大きく異なっていた。この中には実際
表 3 で示した結果は、以上のような要因を 1 つ、に向くべき方向と、20[度] 以上違っているケースもあった。これは、5.2 節で示したカメラの認識 あるいは複合的に含んでいることによって、失敗す
誤差の範囲を大きく超えている。今回の実験で るケースが発生しているものと考えられる。

7

5.4

考察

手段が送り手に提供されていないため、「トス」や本節では、主に 5.3 節で述べたユーザシナリオに 「振る」動作で送った情報が、送り手が意図としないよる評価実験の結果をふまえて、より精度よく情報 受け手によって盗み見られてしまう、といったことの移動を行うためにどのようなことが必要であるか が起こりうる。このような点に関してどのような解決策が有効か、現在検討を進めている。
について議論を進める。
また、5.4 節で述べた考察などを基に、さらなる改
ユーザシナリオによる評価実験では、情報の移動に失敗したケースの多くは、間違ったユーザに情報 良を加えた段階で、本研究が提案するインタフェーを送ってしまうケースであった。これは、動作の推 スの評価を行う予定である。
さらに、「トス」や「振る」動作でだけでなく、よ定アルゴリズムを改良することなどで、改善できる可能性がある。その一方で、送り手の動作だけでは り複雑な動作を取得できるように、Toss-It の改良をなく、受け手側の動作や状態を含めることが、1 つ 進めることも考えられる。複雑な動作を取得できれの解決策であると考えている。例えば、PDA を斜め ば、本稿で示した情報の移動だけでなく、多種の操に傾けることで、情報を受け取る意図を表現するこ 作を実現したり、エンタテイメントゲームへの応用とができれば、受け手をより明確に特定でき、失敗 なども考えられる。
するケースを大きく減らせる可能性がある。
謝辞
あるいは、送り手だけでなく受け手の向きも考慮
本研究の一部は、(財) 柏森情報科学振興財団の助することが考えられる。受け手の候補となるユーザ成を受けて行われた。
が、送り手の方向に向いていない場合は、情報を受け取る意図がないか、その情報の移動において無関 参考文献係である、と判断できれば、前述の例と同様、失敗 [1] Harrison, B., L., et al., “Squeeze Me, Hold Me,
Tilt Me! An Exploration of Manipulative User Inするケースを減らすことができると考えられる。
terfaces”, In Proc. of CHI, pp. 17–24, 1998.
また、今回の実験においては、「トス」で情報を[2] Hightower, J., “Location Systems for Ubiquitous
移動させる際、受け手を着地点から 2[m] の範囲内のComputing”, IEEE Computer, Vol. 34, No. 8, pp.
ユーザと限定していた。しかし、例えば user4 のよ
57–66, 2001.
うに送り手と受け手の直線上に受け手の候補となる [3] Hinckley, K., et al., “Sensing Techniques for Mobile
Interaction”, In Proc. of UIST, pp. 91–100, 2000.
他のユーザがいない場合は、送り手が 2[m] の範囲を超えて大きく投げた際でも、user4 を受け手とする [4] Rekimoto, J., “Pick-and-Drop: A Direct Manipulation Technique for Multiple Computer Environ方がより人間の感覚にあっているとも考えることがments”, In Proc. of UIST, pp. 31–39, 1997.
できる。このように受け手を決定するルールを変更
すると、今回の実験においては E2 では 7.5[%] 程度、 [5] Rekimoto, J., “Tilting Operations for Small Screen
Interfaces”, In Proc. of UIST, pp. 167–168, 1997.
E4 では 5.0[%] 程度の改善が見込まれる。
上述の改良などにより、成功率の向上が望まれる [6] Swindells, C., et al., “That One There! Pointing to
Establish Device Identity”, In Proc. of UIST, pp.
ため、「トス」や「振る」動作によって情報の移動を
151–160, 2002.
行うことは十分に可能であると考えられる。

6[7] Trucco, E. and Verri, A., “Introductory Techniquesfor 3D Computer Vision”, Prentice Hall, 1998.

結論と今後の課題

本稿では Toss-It という、モバイルデバイスにお [8] Yee, K., “Peephole Displays: Pen Interaction on
Spatially Aware Handheld Computers”, In Proc.
ける情報の移動を直感的に実現するインタフェース
of CHI, pp. 1–8, 2003.
を提案した。ユーザの動作の認識に慣性センサを、[9] Wilson, A. et al., “XWand: UI for Intelligent
ユーザの位置や向きの認識にカメラを用い、実際にSpaces”, In Proc. of CHI, pp. 545–552, 2003.
「トス」や「振る」動作で情報の移動を実現できるこ[10] 宮川 他, 「筆記運動の 3 次元慣性計測による筆記パとを示した。
ターンの再現」 計測自動制御学会論文集, Vol. 38,
今後の課題としては、情報を誤って渡すことをど
No. 1, pp. 1–8, 2002.
のように防ぐか、ということが挙げられる。現在のToss-It では情報の受け手が誰になったかを確認する

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