Appleは、ユーザーが衣服やアクセサリーに触れたり動かしたりすることでデバイスを操作できる方法を作り出し、手袋やその他のウェアラブルアイテムなどのスマートな衣服を作る方法を模索している。
これまでAppleはウェアラブルデバイスで成功を収めており、AirPodsとApple Watchは高い売上を誇っています。より多くのウェアラブル製品を開発するためには、Appleはウェアラブルデバイスを日常生活に溶け込ませる方法を考え出す必要があります。その方法の一つが、衣服をスマート化することです。
米特許商標庁が火曜日に認可した2つの特許において、アップルは問題に対する2つの異なる概念を検討しており、それぞれの概念はユーザーがわずかに異なる方法でシステムを制御できるようにするものだ。
最初の特許「ワイヤーアクチュエータ付きアイテム」では、Appleは衣服内にアクチュエータを搭載することで、ユーザーに一定レベルの触覚フィードバックを提供することを示唆しています。特許の一例では、Appleは布張りのキーボードのキーをユーザーが押した際にアクチュエータを振動させることで、ボタンの押下を確認するための物理的なフィードバックを提供することを提案しています。
Appleは、アクチュエータが「大きすぎる」、または電力を消費しすぎて使用できない、あるいは「対象物を形成する際に使用される構造と互換性がない」可能性があると指摘しています。つまり、Appleはアクチュエータと接続部品を可能な限り小型化、あるいはシームレスにすることで、ユーザーにとって目立たないようにしたいと考えています。
アクチュエータは、導電性の糸状の素材を用いて接続することができ、これを用いてアクチュエータの状態を位置間で変化させることができます。この糸状の素材は、布地内の導電性糸を介して主制御システムに接続できます。
布製ボタンを支える二次可動アームを制御する導電性ストランドの例
いくつかの例では、導電性の素線に電流を流すことで発熱させて膨張させたり、電流を遮断して冷却・収縮させたりすることができます。この方法で素線の長さを変えることで、それに接続された他の要素に影響を与えることができます。
例えば、ストランドを可動部材に接続し、要素を強制的に移動させることができます。これにより、ユーザーが布地に押し込むための飛び出す「ボタン」を作成することができ、電流を止めると平らになります。
アクチュエータは、さまざまなスイッチやセンサーと組み合わせて、導電性ストランドに電流を流すこともできます。
磁場ベースのアクチュエータも選択肢の一つであり、導電性ストランドを非円形の円筒形にすることができます。円筒形を楕円形にすることで、現在のアプリケーションは円筒を円形に引き寄せ、その変化を再び触覚出力として利用することができます。
特許には、発明者として John S. Camp、Robert L. Coish、Kyle J. Nekimken、John A. Porcella、および Michael A. Damianakis が記載されています。
スマートグローブ
2つ目の特許「ウェアラブル・インタラクティブ・ユーザー・インターフェース」は、応用範囲がより単純で、主に手袋などの要素を用いて人の手からの入力をモニタリングする方法に焦点を当てています。特許では、このアイデアが一般的にどのように機能するかについて説明されていますが、手袋や手への言及が多く、その用途が主にこの分野であることを示唆しています。
この特許では、人間の手には複数の感知領域が存在する可能性があることが説明されています。例えば、手のひら、指先、あるいは指自体の延長部分などです。指先にセンサーを配置したり、指の曲げ伸ばしを検知できるセンサーなどを用いることで、これらの入力を利用してアプリ内のARシーンなど、他のデバイスを制御することができます。
これらのセンサーには、加速度計、ジャイロメーター、静電容量アレイ、タッチセンサー、歪みセンサー、力覚センサーなどが含まれます。これらを各指に組み合わせて使用することで、システムはアプリケーションに応じて複数の入力を監視し、反応することができます。
握るジェスチャーでハンズフリーのMac操作でファイルやフォルダを選択できる可能性がある
さらに、手の位置と動き、そして指先と手のひら、そして指同士の近さを検出することで、操作可能なデバイス上でジェスチャーを利用することも可能になります。Appleは、ある画像セットで、手の動きでリストからフォルダを選択し、握る動作で選択を確定する様子を提案しています。また、マウスのような爪のような持ち方で手を動かし、動かすことで、物理的なマウスを動かすのと同様のインタラクションを実現できるとしています。
計画されている手袋には、磁力や温度変化によって硬化する要素や、柔軟な袋状構造などを含む触覚フィードバックシステムも搭載される予定だ。これにより、例えば制御対象デバイス上でファイルやフォルダーを「掴む」際に抵抗を感じるといった物理的な反応をユーザーに与えることができる。
特許の一部には、手袋が着用者に密着する方法についても記載されています。衣服がずれると、指と手のひらの相対的な位置が変わってしまい、それらを感知する試みがうまくいかなくなるためです。また、空気袋の使用や、衣服の構造において「着用者に吸引力をかける」ことができる部品の使用も提案されています。
この特許の著者は、Paul X. Wang、Zheng Gao、Reza Nasiri Mahalati、および Ray L. Chang と特定されています。
スマートファブリックはAppleの研究の大きな焦点である
Apple は毎週多数の特許を申請しているが、申請の存在は Apple の研究開発活動の関心領域を示唆するものの、そのコンセプトが将来の製品やサービスに登場することを保証するものではない。
Appleはこれまでもスマートウェア、特に手袋の選択肢を模索してきた。2019年1月には、「力覚センサーを備えた布製デバイス」に関する特許を出願し、特に手袋に焦点を当てていた。また、2019年4月には、同様のコンセプトの別の特許出願が提出された。
2019年の別の出願では、Appleはオープングローブのデザインの要素を使用して、ユーザーの指の側面を軽く握って指パッドを下方に拡張し、タブレットディスプレイなどの触覚メッセージを提供しない表面で入力する際のフィードバックを増加させているとされていた。
2020年2月、Appleは特定の箇所で布地の締め付け具合を調整するシステムや、布地ドームと導電性糸を用いて衣服内にスイッチを作るシステムを提案しました。導電性糸は特許にも繰り返し登場しており、主に布地パネル上に設置された部品同士を接続する際に、配線が目立たないようにするためのものです。
