このブログでは、スキンフットとは何か、そしてスキンフットがどのように機能するのかをご紹介します。


近年、いつでもどこでも自然に持ち運べる、さまざまな形のコンピュータ・ユーザー・インターフェースが開発されている。インターフェースとは、人間のユーザーとコンピューターをつなぐ装置のことである。そのひとつが「スキンパット」であり、文字通り、体の皮膚をタッチスクリーンとしてコンピュータに情報を入力する。スキンパット・デバイスは、手のひらや前腕にメニュー画面を映し出すプロジェクター、ユーザーが指で皮膚に触れたときに発生する振動を検出する振動センサー、検出された振動をコンピューターに送信する接続部から構成される。プロジェクターで画面を前腕や手のひらに投影すると、その部分が皮膚に触れ、皮膚が振動する。スキンフットでは、この振動を利用して触れた皮膚の位置を検出し、その情報を受信する。

この技術が可能なのは、指で皮膚を押すと、場所によって振動の伝達特性が変わるからだ。前腕のある位置に振動センサーを設置し、スキン・フットを行うと、センサーが検出する振動の大きさ、形状、周波数は、皮膚の場所によって異なる。これは、それぞれの場所で筋肉や骨といった身体の構成要素の位置や形状が異なるためであり、センサーと指で押した箇所との距離も異なるためである。

指を皮膚に押し当てると、いくつかの異なる形の振動エネルギーが発生し、その一部は音となって空気中を伝わる。残りの振動は、波のように皮膚表面を伝わる横波と、体内を伝わり骨を振動させて皮膚に戻ってくる縦波に分けられる。この縦波と横波によって生じる振動の周波数が、位置を特定する重要な手がかりとなる。

横波が振動を発生させるとき、その振幅は指を押す力、押されている皮膚部分の強さ、組織の延性に依存する。同じ押圧力であれば、押圧速度が速いほど相対的に高い周波数の振動が発生する。周波数の高い振動は比較的速く伝わり、より正確です。また、横波は、接触部分の肉が厚いほど、また皮膚が柔らかいほど、伝播する振動の振幅が大きくなるため、より遠くまで伝わる。横波は縦波よりも大きな振幅の振動を発生させる傾向がある。高い振幅で皮膚の表面を跳ね回る横波とは異なり、縦波は皮膚とその下の軟部組織を通って骨に到達する。この縦波によって骨が振動し、その振動が皮膚に反射される。縦波は横波よりもひずみが少なく、固体の物理法則に従う。縦波は横波よりも比較的高い周波数を発生する。これらの周波数は振動センサーによって検出され、接続装置がデジタル信号に変換してコンピューターに送る。

スキンフットはまだ開発初期で、シンプルなユーザーインターフェースしかない。肘と指の動きには個人差があり、同じ人でも個人差があるが、平均95%の精度で入力したい情報を識別できる。現在のキーボードを置き換えるにはまだ不十分だ。しかし、この技術が非常にエキサイティングなのは、身体の一部を利用するユーザー・インターフェースが、モニターやキーボードを必要としないコンピューターにつながる可能性があるからだ。