No.446

2021.10.13

「鼻と口の呼吸」で入力するユーザーインターフェース

DualBreath(デュアルブレス)

「DualBreath」デモンストレーション

概要

「DualBreath(デュアルブレス): Input Method Using Nasal and Mouth Breathing」とは、鼻と口の呼吸でコンピューターを操作するハンズフリーのユーザーインタフェース。変則的な呼吸による鼻と口付近の温度変化を検知し、8つのコマンド(鼻/口、短く/長く、吐く/吸う)に変換する。実験ではこの方法でハンズフリーでのスイッチのオン/オフやスライド操作、ドラッグ&ドロップといった操作に成功。視線や音声といった既存のハンズフリー入力と組み合わせることも可能とされており、デバイスのハンズフリー操作や意思伝達のための新たなコミュニケーションツールとしての活用が期待されている。

DualBreath システムの概念図

DualBreath 鼻と口の呼吸でスイッチの操作をするデモンストレーション

なぜできるのか?

「鼻と口の呼吸」で入力操作が可能

「DualBreath: Input Method Using Nasal and Mouth Breathing」は、鼻と口の呼吸で操作するハンズフリーのユーザーインターフェース。鼻呼吸で短く吸う、口呼吸で長く吐くなど、意図的かつ変則的な呼吸による鼻と口付近の温度変化を赤外線カメラで検知し、8つのコマンド(鼻と口による、短く/長く、吐く/吸うの組み合わせ)に分類・変換し操作を行うメカニズムだ。

複数のパターンを持つ「呼吸」への着目

呼吸は不随意運動であるため、平常時には人間は一定のリズムで呼吸を行っており、そのため変則的な呼吸運動は意図したものとなる。また、通常は息を吸うと空気の流れにより鼻や口付近の温度は低下し、息を吐くと体内の空気が鼻や口を通過するため温度が上がる。このような呼吸にまつわるさまざまな温度とリズムパターンの相違によって、呼吸の組み合わせを入力コマンドとして分類し、呼吸が操作コマンドとして利用可能になるのだ。

日常のさまざまなシーンでの運用に期待

実験では、この検知方法でスイッチのオン/オフや連続的なスライド、ドラッグ&ドロップといった操作に成功。視線や音声といった既存のハンズフリー入力と組み合わせることも可能で、運転中や料理中のハンズフリー操作のようなGUI(Graphical User Interface:マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスで操作できるインターフェース)操作への活用が期待されている。

相性のいい産業分野

医療・福祉

身体が不自由な人のための呼吸による新たなコミュニケーションツール

ロボティクス

運転中や料理中など手が離せないときに呼吸によってデバイスを操作

アート・エンターテインメント

呼吸によってコマンドを入力しコントロールする対戦ゲーム

IT・通信

呼吸法を暗号化することで呼吸による個人認証が可能に

金融・保険

個人の呼吸法が生体情報として価値を持ち、呼吸にNFT的な価値が付与

この知財の情報・出典

この知財は様々な特許や要素技術が関連しています。
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Top images:© 東京大学

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