本研究では，安価な熱溶解積層方式の 3D プリンタで造形可能な細かい毛の集合体（毛構造）を活用した毛構造の拡張について提案する．先行研究で提案されていた毛構造の造形手法を活用し，導電性／磁性等を備えるフィラメントを造形に用いる方式や，柔軟に動かせるソフトレジンに毛を埋め込む方式を提案・試作する．
左から，導電性フィラメントで造形した毛構造，磁鉄PLA フィラメントで造形した毛構造と磁石，ソフトレジンを土台に用いた毛構造の例．
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鎌田 航誠 高橋 治輝, 塚田 浩二. 導電性・強磁性・および土台の可撓性を持つ毛構造の造形手法と評価. 情報処理学会論文誌, Vol.66, No.2, pp. 381-390. 2025-2-15. https://doi.org/10.20729/0002000029 [PDF]
鎌田 航誠, 高橋 治輝, 塚田 浩二. 導電性／強磁性を併せ持つ毛状の入力インタフェースの提案. 日本ソフトウェア科学会 WISS2024 予稿集, デモ発表 2-B18. 2024-12. [PDF]
鎌田 航誠，高橋 治輝，塚田 浩二．導電性・強磁性・及び土台の可撓性を持つ毛構造の造形手法の提案．日本ソフトウェア科学会 WISS2023予稿集，登壇発表（ショート）／デモ発表，pp.69-75．2023-12．[PDF]
Kosei Kamata, Haruki Takahashi, and Koji Tsukada. 2023. Conductive, Ferromagnetic and Bendable 3D Printed Hair for Designing Interactive Objects. In Adjunct Proceedings of the 36th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’23 Adjunct). Article 62, pp. 1–3. 2023. https://doi.org/10.1145/3586182.3615823 [PDF]
鎌田 航誠，高橋 治輝，塚田 浩二. 導電性樹脂・磁鉄樹脂を用いた毛構造の3Dプリントと応用. 情報処理学会 インタラクション2023論文集, インタラクティブ発表（プレミアム発表）, 2B-50, pp.681-685. 2023-3. [PDF] 【インタラクティブ発表賞（PC推薦）】
液体ディスプレイには，柔軟な形状変化や液体の質感を活用できるといった特徴がある．本研究では，液体の中でも磁力によって容易に制御が可能な磁性流体に着目した．磁性流体とは，強磁性の粉末を分散させたコロイド溶液であり，強力な磁力を印加することでスパイク状に隆起する．このスパイク表現はメディアアート等で広く活用されており，強い存在感を持つ．そこで本研究では，磁性流体にオイルを混合させることで，棘のようなテクスチャを抑制し，なだらかな半球や余韻を表現して，スパイク表現と組み合わせて利用する．
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野間 直生, 沖 真帆, 塚田 浩二. RippleSpike: スパイク表現と波紋表現を組み合わせた情報提示手法. 日本ソフトウェア科学会 WISS2024 予稿集, 登壇発表, pp. 100-106. 2024-12. [PDF]
野間 直生, 塚田 浩二. RippleSpike: スパイク表現と波紋表現を組み合わせたアンビエントディスプレイの試作と評価. 情報処理学会研究報告, 2024-HCI-207(13), pp.1-8. 2024-3. [PDF]
野間 直生, 塚田 浩二. RippleSpike: スパイク表現と波紋表現を組み合わせたアンビエントディスプレイ. 情報処理学会 インタラクション2024論文集, インタラクティブ発表, 1B-58, pp.433-438. 2024-3. [PDF]
野間 直生, 塚田 浩二. 磁性流体を用いたさりげない波紋表現手法の提案. 日本ソフトウェア科学会 WISS2022予稿集, 3-B12. 2022-12. [PDF]
本研究では、青空や夕焼けを生むレイリー散乱という現象に着目し、身近な素材を用いてレイリー散乱を再現するディスプレイ「RayLeight」を提案する。(1) レイリー散乱現象を引き起こす素材を、取り回しが容易で配置の自由度が高い形に加工（部品化）し、(2) 光源と組み合わせたディスプレイを設計すること、をコンセプトとして、二つのデバイスを開発した。
アクリルエマルジョンを用いたマトリクスディスプレイ
アクリルエマルジョン（市販のフローリングワックス）を溶かした溶液を封入したセルをマトリクス状に配置し、底面から白色LEDを照射することで、任意の部品の色を変化させるディスプレイを試作した。
4 × 2 に部品を配置して底面LEDを全点灯したときの側面（左）と上面（右）の表示例
ホットボンドスティックを用いたタンジブルディスプレイ
市販のホットボンドの樹脂スティック（以下、スティック）に白色 LED を投射することで、レイリー散乱が発生することに着目した。スティックは身近な素材で入手が容易であり、柔らかくしならせることができる特徴がある。こうしたスティックの特徴を活かした、カスタマイズ可能なタンジブルディスプレイを開発した。
システム外観（左）。時間帯によって発色を切り替え、青空と夕空を表現する作例（右）．
発表
袴田 結女, 沖 真帆, 塚田 浩二. RayLeight: レイリー散乱を用いた柔軟なタンジブルディスプレイの試作と評価. 情報処理学会研究報告, 2024-HCI-207(14), pp.1-8. 2024-3. [PDF]
袴田 結女, 沖 真帆, 塚田 浩二. RayLeight:レイリー散乱を用いた柔軟なタンジブルディスプレイの試作. インタラクション2024論文集, インタラクティブ発表（プレミアム発表）, 3C-69, pp.1354-1359. 2024-3. [PDF]
袴田 結女, 沖 真帆, 塚田 浩二. RayLeight : レイリー散乱を用いた立体ディスプレイの試作. WISS2022予稿集, デモ発表, 3-A08. 2022-12. [PDF]
袴田 結女，沖 真帆，塚田 浩二．RayLeight: レイリー散乱を用いたマトリクスディスプレイの提案．情報処理学会研究報告，2022-EC-63(12)，pp.1-7．2022-03-11．[PDF]
カスタマイズ可能なラインストーン造形手法を提案する．本手法では，UV プリンタを用いてカラーインクで底面パターンを印刷し，その上に透明インクを盛り上げてストーンを印刷することで，ラインストーンを造形する．底面パターンや配色，印刷素材等をカスタマイズすることでラインストーンの外観をデザインすることができる．さらにレイアウトしたラインストーンは UV プリンタで一度にまとめて印刷することが可能である．
本手法で制作したラインストーン作品の外観と印刷用データ．(a) スマートフォンケース．(b) ステッカー．(c) アクセサリー
謝辞
本研究を進めるにあたり，FabLabSENDAI – FLAT にご協力いただきました．ありがとうございました．
発表・採択等
本研究では，熱溶解積層方式 3D プリンタを G-code で直接制御することで，封蝋表現を実現する手法を提案する．具体的には，ノズルの温度をフィラメントの適正温度よりも高温に設定し，一箇所に多量のフィラメントを押し出す．次に，手動または自動で型をフィラメントへ押し込むことで，樹脂を封蝋のように固定する．
作例と制作手順
発表
菊地 勇斗, 塚田 浩二. 3Dプリンタを用いた封蝋表現手法の研究. エンタテインメントコンピューティングシンポジウム2023論文集, pp. 270-278. 2023-09-02. [PDF] 【特選セッション発表認定】
菊地 勇斗, 塚田 浩二. 3Dプリンタを用いた封蝋表現手法の提案. WISS2022予稿集, デモ発表, 3-B04. 2022-12. [PDF] 【対話発表賞（プログラム委員）】
