PenSight : ペン上部につけたカメラがインタラクションを強化する

PenSight: Enhanced Interaction with a Pen-Top Camera [1]

Preferred Networksとウォータールー大学の研究者チームが、タブレットペンの上端に下向きのカメラを取り付けることを提案しています。 これにより、ペンを持つ手と、もう一方の手を含む可能性のあるすぐ近くをキャプチャするためのユニークで実用的な視野角が作成され、ユースケースを論文内で紹介しています。本論文は、2020年度のHCI会議のBest paperにも選ばれています。

本研究では、プロトタイプデバイスの製造について説明し、有効なインタラクションデザインスペースを探索しています。これには、手のポーズ認識、タブレットグリップの検出、手のジェスチャー、環境内の物理的なコンテンツのキャプチャ、ユーザーとペンの検出が含まれるとのことです。 ディープラーニングコンピュータービジョンパイプラインは、分類、回帰、およびキーポイント検出のために開発され、これらの相互作用を可能にします。
論文内でも動画内でも、机の上でスケッチするユースケースと、Mapを探索しているユースケースを紹介しています。２つのユースケースでインタラクションを紹介しており、本論文で提案しているPenSightのコンテクストを理解する助けになっています。

[1] : Matulic, F., Arakawa, R., Vogel, B., & Vogel, D. (2020, April). PenSight: Enhanced Interaction with a Pen-Top Camera. In Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (pp. 1-14).

URL : https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3313831.3376147

ウェアラブルテキスタイルのプロトタイピングツールキット：Wearable Bits

作成されたWearable Bitsのプロトタイプ [1]

スマートガーメントとウェアラブルeテキスタイルのプロトタイプは、必要とされる専門知識（ガーメントデザイン、縫製スキル、ハードウェアプロトタイピング、ソフトウェアプログラミング）が多岐にわたるため、共同設計が困難です。

カナダのカールトン大学の研究チームは、ウェアラブル・Eテクスタイルをプロトタイピングするためのツールキット「Wearable Bits」を開発し、その研究成果を2020年度のTEI会議にて報告しています。

今回提案されているツールキットでは、縫製、ハードウェア、ソフトウェアのスキルを要求することなく、専門家ではないユーザーとの共同設計を可能にしたと主張しています。
このツールキットの低忠実度と中忠実度の体験プロトタイプを開発し、専門家ではないユーザーが参加するワークショップを開催したと論文中に記載しています。
ワークショップ内で開発されたアイデアを取り入れながら、今後のツールキットへの提案を行う、と締めくくっています。

[1] : Jones, L., Nabil, S., McLeod, A., & Girouard, A. (2020, February). Wearable Bits: scaffolding creativity with a prototyping toolkit for wearable e-textiles. In Proceedings of the Fourteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction (pp. 165-177).

URL : https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3374920.3374954

柔軟なモジュールで構成されたモジュール式エレクトロニクスキット：SoftMod

SoftMod: A Soft Modular Plug-and-Play Kit for Prototyping ...

ベルギーのハッセルト大学の研究チームは、柔軟なモジュールで構成された斬新なモジュール式エレクトロニクスキットであるSoftModを開発し、その成果を2020年度のTEI会議にて報告しています。

既存のモジュラーキットとは異なり、SoftModは相互接続されたモジュールのトポロジーを追跡し、基本的なプラグアンドプレイ動作と高度なユーザー指定の動作をサポートするため、SoftModアセンブリの形状は目的の動作に依存せず、さまざまな2Dおよび3D電子システムを実現できるそうです。

SoftModは、シンプルなプラグアンドプレイ動作と高度なユーザー指定の動作を備えているため、子供と大人の両方に品質を提供します。論文内で、SoftModsを作成するためのソフトウェアフレームワーク、電子設計、メカニカルコネクタ設計、プロトタイピング手順を提供し、詳細に説明してくれています。

[1] : Lambrichts, M., Tijerina, J. M., & Ramakers, R. (2020, February). SoftMod: A Soft Modular Plug-and-Play Kit for Prototyping Electronic Systems. In Proceedings of the Fourteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction (pp. 287-298).

URL : https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3374920.3374950

マルチマテリアル3Dプリンティングを用いたマイクロロボットの作成

Figure 1. ２物質を利用したマイクロスケール3Dプリント図（概念図、光学顕微鏡図） [1]
（論文[1]のFigure 2より引用）

マルチマテリアルのメカニズムは、すべての長さスケールの自然な生物全体に見られます。剛体の構造材料から柔らかく弾性のある材料まで、体内のさまざまな材料が、複雑な環境での移動を可能にします。最小のロボットの場合、柔らかな素材と硬い素材を組み合わせると、コンプライアンスが向上するため、コンパクトなスペースで大きな動きを促進できます。ただし、さまざまな材料コンポーネントを3Dでマイクロスケールで統合することは困難です。

メリーランド大学らの研究チームが、2光子重合を使用した3Dマイクロスケールマルチマテリアル製造のアプローチを提案し、その研究成果をSoft Roboticsに寄稿しています。

ヤング率が3桁異なる2つの材料が連続したサイクルで印刷され、200％を超えるひずみが可能な柔らかい弾性材料と剛性材料を統合することで、3 lm解像度未満の層精度で、強固に接着されたハイブリッド要素の形成が可能になったと報告しています。

論文中では大きな変形を示すマルチリンクマルチマテリアルメカニズムと、複雑な設計のラピッドプロトタイピングを示す3Dプリントされた2mm翼幅羽ばたき翼メカニズムを示しています。また、この手法は他の材料にも拡張できるため、小規模ロボットの機能と複雑さを向上させることができると主張しています。

[1] : Soreni-Harari, M., St. Pierre, R., McCue, C., Moreno, K., & Bergbreiter, S. (2019). Multimaterial 3D Printing for Microrobotic Mechanisms. Soft robotics.

URL : https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/soro.2018.0147

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