スマートタグ：RFIDタグを利用したインタフェース

全文

(1)連載. 椎尾一郎. SMART TAG. （玉川大学工学部知能情報システム学科） [email protected]. 第2回. RFID タグを利用したインタフェース. SMART TAG ● ー. すまとたぐ. 非接触で情報を読み取ることのできる無線タグ，RFID. 販売などの現場で導入されつつある．RFID タグの多く. タグは，バーコードに代わるデータキャリア技術として，. は，リーダ装置から電磁誘導によりエネルギーを得て，. 物流や製造・販売などの現場で導入されつつある．一方. 無電源かつ非接触で動作する．このため，電池交換や接. で，実世界指向インタフェースやユビキタスコンピュー. 点などの機構が不要なので，防塵性，防水性，耐久性の. ティングなど，ポスト GUI を目指した分野では，人や物. ある密封実装が可能である．. に情報を貼り付けたり，手触りのある物を使ったタンジ. このような無電源のパッシブな RFID タグは，メンテ. ブルなインタフェースや，人の状況（特に位置）を使っ. ナンス不要で半永久的に使用できるので，日常生活のあ. たコンテクストアウェアなインタフェースの研究が盛ん. らゆる場面に組み込むユビキタスコンピューティングに. である．その中では，人や物に情報を貼り付け検出する. とって，理想的な情報デバイスである．このため，現在. 手法として，RFID タグを採用する研究も多い．本稿では，. 実用化されている応用例にも，インタフェース研究の観. RFID タグを利用した新しいインタフェースの試みを紹介. 点から興味深い事例が多い．. し，今後の可能性を示す．. たとえば，ウェアラブルやユビキタスコンピューティ. 3）. ングの応用として，人の記憶や認識力の強化が考えられ. ■ RFID タグの特徴と応用. ている．その 1 つが，物の利用履歴や位置を利用して，. 非接触で情報を読み取ることのできる電子タグ，RFID （Radio Frequency Identification）タグに代わるデータキャリア技術. ☆1. 探し物を支援するシステムである．図書館の蔵書に RFID. は，バーコード. タグを取り付けるシステム. 1）. として，物流や製造・. ☆2. では，図 -1 に示すような. リーダが作られている．これを本棚に差し込むことで，棚にある複数の本情報の読み取りが可能であり，本を探す機能を実現できる．また，生体との親和性の高い物質で覆われた RFID タグを，家畜や野生動物の皮膚の下に埋め込むことで，健康管理や生態調査に利用されている．これなどは，究極のウェアラブルコンピュータと言えるかもしれない．人の位置を検出することで，人の状況に合わせたアプリケーションの可能性が期待されている．RFID タグをバッジや腕輪などにして人に装着して，工事現場やオフィスでの入退出管理に利用したり，テーマパークなどでの支払いやサービス提供，エンタテインメントへの応用も ☆1. 図-1 本棚の本を探すデバイス. 160. ☆2. 45 巻 2 号情報処理 2004 年 2 月. −1−. バーコードや RFID タグなどを使って物に情報を貼り付ける技術．内田洋行 IT 図書館システム ULius ．.

(2) 行われている．. 一方，実世界指向インタフェースやユビキタスコンピ. たとえば，図 -2 は，農家の納屋を模した大きな遊戯. ューティングなど，実世界や実生活におけるコンピュー. ☆3. 施設. に設置された Harvest Quest というゲーム用端末. タ利用を対象とする研究分野では，人や物に情報を貼り. である．建物の中に多数散乱したスポンジボールででき. 付ける試み，手触りのある物を使ったタンジブルなイン. た桃やリンゴを拾い集めて，図 -2 の収穫装置に入れる. タフェース，人の状況（特に位置）を使った状況依存イ. ことで得点を競うゲームである．入り口で RFID チップ. ンタフェースなどの研究が盛んである．そのようなイン. の入った腕輪をもらい，そこで名前，年齢などを登録す. タフェースを実現するためには，物の位置や種類，人の. る．収穫物を入れる際に RFID タグを読ませると，自分. 位置や状況などを検出する仕組みが必要である．そこで，. の得点になる．そして，高得点者は，巨大な電光掲示板. 物や場所にバーコードを貼り付けたり，カメラ画像を処. に，年齢別にリアルタイムで表示される．ほかに，RFID. 理して物を認識したり，磁場や超音波を利用しての位置. タグを当てるだけで得点がもらえる隠し装置など，さま. センサや，各種のセンサを利用するなどして，実世界の. ざまな仕掛けがあり，大きなスペースを利用したインタ. 状況をコンピュータに取り込む手法が取り入れられて. ラクションとして興味深い．. いる．. 実世界の物に情報を埋め込み，これをユーザに表示す. RFID タグも，コンピュータ情報の操作と現実世界の物. るアプリケーションは，拡張現実として盛んに研究され. の操作を結びつける手段として注目されてきた．たとえ. ている．博物館では，RFID タグを利用して展示物の説明. ば，Roy Want らにより，RFID タグをオフィスの書類，本，. を提供するシステムが，実用化されている．大阪にある. 壁のポスターなどに埋め込む研究. 国立民族学博物館には，「ものの広場」という展示コー. タグの有用性がインタフェース研究者に広く知られるこ. ナーがあり，世界各地のさまざまな民族の日用品や祭事. とになった．この研究では，RFID が組み込まれた印刷さ. 用具を手にとって観察することができる（図 -3）．ここ. れた紙の文書や壁のポスターに，コンピュータの中のオ. の展示物には，小型の RFID タグが，来館者に気づかれ. リジナルファイルや関連情報を提示したり，腕時計，辞. ないように巧妙に埋め込まれている．テーブルの端にあ. 書，名刺を，それぞれコンピュータのスケジュール機能，. るリーダに展示物を置くと，展示物の名前や用途の説明. 翻訳機能，電子メール機能を起動する小道具として使う. がディスプレイに現れる．展示物を手に取って，その用. インタフェースが実現された．. 途を推理する面白さがあり，人気の展示コーナーになっ. 以下の章では，実世界の物や，人の位置，状況を利用. ている．. する，実世界指向インタフェースの研究における RFID. が紹介され，RFID. 4）. ■タンジブルインタフェース. 前章では，実際に商用利用されている RFID タグを使ったインタフェース例を紹介した．. コンピュータ画面に現れる GUI 部品は，現実世界の文. 図-3 国立民族学博物館のものの広場．展示物にRFID タグが埋め込まれている ☆3. 図-2 遊園地での応用例．ボールを入れて，手首のRFIDタグを当てると，自分の得点になる．左上はタグを当てるだけで得点がもらえる装置. Atlanta の郊外 Stone Mountain Park にある The Great Barn. http://www.stonemountainpark.com/newsite/attractions_greatbarn. asp. IPSJ Magazine Vol.45 No.2 Feb. 2004. −2−. 161. ー. ■ RFID タグとインタフェース研究. SMART TAG ●. タグの利用例を紹介する．. すまとたぐ.

(3) 具やボタンなどのメタファとして設計されているもの. て，多人数の共同作業やゲームなどの，さまざまなイン. の，実際には単なる映像であり，触ることはできない．. タラクションを実験している．. そこで，手に持って操作できる実世界の道具の使い心地. ソニー CSL の暦本による DataTiles は，図 -6 に示すよ. と，魔法的なコンピュータ機能を融合させる試みが，タ. うな，RFID タグが埋め込まれた透明アクリル板を使った. ンジブルインタフェースである．コンピュータで位置. インタフェースである．アクリル板を，小型の RFID ア. や状況が認識できるブロックや模型によって，コンピュ. ンテナが組み込まれた液晶ディスプレイに置くと，その. ータ情報にアクセスするさまざまなシステムが作られて. 場所に，アクリル板と同じサイズの画像が表示される．. いる．タンジブルな物の検出手段には，画像認識やセン. これにより，アクリル板が仮想的なタイル型ディスプレ. サ以外に，バーコードや RFID タグなどのデータキャリ. イとして機能する．. 2）. ア技術も利用されている．. ■状況依存インタフェース. たとえば，MIT の Jacob らの Senseboard は，図 -4 に示す，RFID リーダが組み込まれたホワイトボード. ☆4. を利. 実生活におけるコンピュータ利用では，人の位置や状. SMART TAG ●. 用して，タグが埋め込まれた磁石を手で動かして，学会. 態などの状況を利用したインタフェースが重要になる．. プログラム作成作業などが行えるシステムである．磁石. 実世界の状況の中で，取得しやすく使い道の多いものが，. にアサインされた情報は，プロジェクタから投影される．. 誰がどこにいるかという人の位置情報である．. また，多摩美術大学の楠らは，図 -5 に示す RFID リー. NTT の島田らや，筆者らは，床に RFID タグを埋め込み，. ダを組み込んだボードと，タグを組み込んだ駒を開発し. これを履物に付けたリーダで読み取ることで，人の立ち. ー. すまとたぐ. 図-4 RFIDリーダが組み込まれたホワイトボード. 図-6 RFIDタグが埋め込まれた透明アクリル板を使ったインタフェース. © 2001-2002, Sony Computer Science Laboratories, Inc.. 図-5 RFIDタグが埋め込まれた駒と，リーダを組み込んだボードによるインタフェース. 162. ☆4. 45 巻 2 号情報処理 2004 年 2 月. −3−. 板脳 (BANNOU): https://www.uis-inf.co.jp/products/bannou/.

(4) ☆6. 位置を検出するインタフェースを実験している．島田ら. 工科大学の実験住宅 Aware Home プロジェクト. の info Floor は，仮想現実システムに適応する目的で作. 上記のアプローチとは逆に，人の履物に RFID タグを取. られ，3cm 間隔でタグを埋め込んでいる．一方，図 -7. り付けて，玄関マットや冷蔵庫前などの床にリーダアン. に示す筆者らの NaviGeta は，空中に描いた仮想の手書. テナを設置する構成が採用されている．この方式では，. きメモにより，人とコミュニケーションする空気ペンシ. 解像度を上げようとするとコストが上昇するものの，人. ステムの位置検出デバイスとして実装された．高精度な. は無電池のタグを持つだけでよいので，実用性が高い．. リアリティを必要としないので，タグ間隔は 15cm とし. では，. ■ RFID タグの効果的な利用. ている．東大の先端科学技術研究センターでは，建物のピロテ. 以上， RFID タグを利用したインタフェースの実用例と，. ィや中庭に 1m 間隔で埋め込んだ RFID タグを，身に付け. 実世界指向インタフェースの研究分野における利用例を. たリーダで読み，場所に依存した情報提示を行う研究が. 紹介した．研究例と実用例が非常に近いものであること. 行われている（図 -8）．今まで紹介した事例と異なり，. は，この分野の研究の実用化が急速であり，アイディア. ここでは，電池を内蔵したアクティブタグが使われてい. を形にする競争が激しいことを物語っている．また，耐. る．アクティブタグは，無電池型のパッシブタグに比べ. 久性が高く安価であるという優れた特性を持った RFID. て，信号の到達距離が長い利点があるが，定期的な電池. タグのおかげて，実用に近いプロトタイプが容易に実現. 交換が必要である. ☆5. できるという側面もある．ユビキタスコンピューティン. 信間隔に依存するが，1 秒ごとの発信で，1 ∼ 2 年程度. グがコンピュータ利用の主流になるにつれ，RFID やバー. である．. コード，センサなどにより現実世界とのインタラクショ. 人の位置を利用したインタラクションにおいては，座. ンを設計し，アプリケーションを提案していくことの重. 標値ではなく，ドアの前，窓の近く，冷蔵庫の前などの. 要性がますます高まるであろう．. セマンティックな情報が有用な場合も多い．ジョージア. 図-8 電池内蔵型のRFIDタグ（写真左下）が組み込まれた床 ☆5. 図-7 RFIDタグを利用した人の位置検出．カーペットの裏にタグを貼り付け（写真左），履物にリーダを取り付ける. ☆6. http://www.indatasys.com/html/product127.html http://www.awarehome.gatech.edu/. IPSJ Magazine Vol.45 No.2 Feb. 2004. −4−. 163. すま. ー. 参考文献 1）Finkenzeller, K. [ ソフト工学研究所訳 ]: RFID ハンドブック̶非接触 IC カードの原理と応用，日刊工業新聞社，東京 (2001). 2）Ishii, H. and Ullmer, B.: Tangible bits: Towards Seamless Interfaces between People, Bits and Atoms, ACM CHI'97, pp.234-241 (1997). 3）椎尾一郎，早坂達 : モノに情報を貼りつける RFID タグとその応用，情報処理，Vol.40, No.8, pp.846-850 (Aug. 1999). 4）Want, R., Fishkin, K. P., Gujar, A. and Harrison, B. L.: Bridging Physical and Virtual Worlds with Electronic Tags, Proceedings of ACM CHI'99, pp. 370-377 (1999). （平成 16 年 1 月 15 日受付）. SMART TAG ●. ．交換の頻度は，設定された ID 発. とたぐ.

(5)