“押し心地”が自動で変わるボタン キーボードやゲームコントローラーに応用 未来大が開発：Innovative Tech

[山下裕毅，ITmedia]

Innovative Tech：

このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。

Twitter: ＠shiropen2

　公立はこだて未来大学の塚田研究室に所属する研究者らが発表した論文「動的に押し心地が変化する押しボタンの提案」は、押しボタンの押し心地（重さ、深さ、カチッといった感触など）を動的に変更できるデバイスを提案した研究報告である。

押し心地が変わるデバイス

　押しボタンは、操作の明快さや設計上の利便性から、多様な家電製品や情報機器に広く使用されている。しかし、これまでの押しボタンは、おのおの固有の押し心地を持ち、これを柔軟に調整することは難しかった。

　この研究では、既存の押しボタンと置き換え可能な、押し心地を動的に変えられるデバイスを提案している。これにより、使用者へのフィードバックをより繊細かつ多様に提供することが期待できる。例えば、機械操作において確かな操作感の提供や、キーボード使用時の誤入力の減少や疲労軽減など、使用シーンに応じて押し心地を調整することが有益である。

　このデバイスは、操作部やケース部、モーター部、制御部から構成され、3Dプリンタで製作したパーツを使っている。デバイスでは、ボタンと内部機構を分離し、押しボタンの「押下圧」と「クリック感」を変更することで、操作時の感触を柔軟に変えている。

押下圧とクリック感を変更し、押し心地を動的に変更

　押しボタンの押下圧の調整は、永久磁石を使用して行う。操作部とケース部の内部に配置したネオジム磁石が反発力を生み出し、この反発力によって押下圧が決まる。可動磁石の位置はギヤードモーターによって調整され、その位置は中空の回転センサーで検出できる。

　クリック感の生成は、リニア振動アクチュエータを用いて行う。このアクチュエータは操作部の裏側に組み込まれ、クリック感の強さと位置を調整可能。押しボタンの入力はフォトリフレクタを用いてアナログ値で取得、押し込み具合を正確に把握できる。

押しボタン型デバイスの外観と内部構造

　応用例としては、風船への空気入れを模したデモを開発。これにより、ボタンを押すごとに風船が膨らむ様子を体験でき、押下圧が徐々に増加することで、実際の空気入れの感触を再現している。また、豆腐やいくら、こんにゃくを触った際の感触をモチーフとした表現も行っている。

　今後の展望としては、新たな押し心地要素の追加や、ゲームコントローラーへの組み込みなどを検討している。プロジェクトページはこちら。説明動画はこちら。

ボタンを押すごとに風船が膨らむデモ　押すごとに押下圧が増加

豆腐をモチーフとした感触を提案デバイスで再現したデモ

いくらをモチーフとした感触を提案デバイスで再現したデモ

こんにゃくをモチーフとした感触を提案デバイスで再現したデモ

Source and Image Credits: 田原 和真, 塚田 浩二. 動的に押し心地が変化する押しボタンの提案. WISS 2023: 第31回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ https://www.wiss.org/WISS2023/