キッチンや洗面台、浴槽などに使われる樹脂素材の一種「人工大理石/人造大理石」は、光を拡散・透過する特性があります。その特性を利用して、キッチンなどの天板の裏側にLEDマトリクスを配置してディスプレイ化します。加えて、赤外線を利用してタッチ検出する機能も同居させたLEDマトリクスデバイスを提案し、試作しています。また、そこで動作するアプリケーションのためのソフトウェアプラットフォームも開発しており、様々なインタラクティブアプリケーション開発が容易になっています。
視覚ディスプレイとしては、光や色は少々滲んで表示されますが、生活や料理の関連情報を表示したり、ゲーム的なことを表示したりといろいろ演出ができます。そして、その同じマトリクスデバイスでタッチ検出できたり、置いた物の範囲を検出できるようになります。住宅にある既設のキッチンや洗面化粧台を、後付けで埋込みタッチディスプレイと変化させ、新たなIoT（Internet of Things）の形を示す技術について、ぜひ動画をご覧下さい。
ソフトウェアプラットフォーム
ソフトウェアプラットフォームの構成図
赤外線センサ用のマイコンからはタッチや領域データがネットワーク越しに送信されます。そのイベントデータをアプリ実行処理用マイコンで受信し、我々が開発するミドルウェアの上で各種アプリが切替実行可能な形となっています。このミドルウェアには、アプリ開発用ライブラリも含まれており、表示やタッチデータの処理に関する様々なAPIが用意されています。さらに、アプリ・画面表示用のPC用のシミュレータも用意しています。シミュレータ上でもタッチデータ処理ができ、人工大理石による画素の表示滲みもシミュレーションすることが可能です。これにより、センサ基板や人工大理石などのハードウェア実機・実環境がなくとも、アプリ開発と動作確認が可能です。
実際の人大を介した表示
シミュレータ画面
上：LED点灯パターン
下：シミュレーション画面
現在は、このソフトウェアプラットフォーム上で、様々なアプリが動作するようになっています。
3次試作：LEDマトリクスディスプレイ機能と赤外線センシング機能の統合基板
2次試作で作成した赤外線センシング機能の表面実装化を踏まえ、可視光のLEDマトリクスと赤外線センシング機能とを統合化して、1枚の基板で同居させた基板を設計・開発しました。小型で正方形のタイル状の基板とすることで、縦横に並べて利用して、様々な形状やサイズのLEDタッチディスプレイとして構成できます。
MarbLED基板表面
MarbLED基板裏面
2次試作：赤外線センシング基板
赤外線センシングの機能だけをプリント基板化してチップパーツによる表面実装で薄型デバイスとして試作しました。この基板を既存のLEDマトリクスを重ねて置き、基板に開けた穴を通したLED光でディスプレイとして機能するものにしています。
作成した赤外線センシング基板
（基板の下にLEDマトリクスパネルを配置）
各センシング点にガウシアンを畳み込んで領域として処理
初期試作
砲弾型のLEDとIR-LEDとフォトダイオードでLEDマトリクスとして構成したものです。
作成したLEDマトリクス（青色：IRLED、黒色：Photodiode）
アプリケーション例
キッチンではまな板などを置いていれば、その領域がわかるので、そこを避けてディスプレイで表示させることができます。また、置いてあるものに指示を出したり、キッチンタイマーや天気情報、電話のコールなどの表示、家電操作や、オーディオビジュアライザ、ゲームなどアプリケーションは様々です。
このディスプレイデバイスについては、チップパーツ化やフルカラー化を含め、より高度な実装に関する技術協力and/or共同研究して頂ける企業・エンジニアを探しています（寄付も大歓迎）。ご興味ある企業やエンジニアの方がいれば、教員の平＃までご連絡下さい。メールアドレスは下記にあります。
- 対外研究発表
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- 中植義斗, 浦千尋, 蚊野浩, 平井重行: 人工大理石透過型LEDタッチディスプレイのソフトウェアプラットフォーム, 情報処理学会第86回全国大会講演論文集, 4ZE-01（2024）
- 浦千尋, 中植義斗, 蚊野浩, 平井重行: MarbLED：人工大理石透過型 LED タッチディスプレイとそのアプリケーションプラットフォーム, 情報処理学会インタラクション2024, インタラクティブ発表3C64（2024）
【インタラクティブ発表賞（一般投票）受賞】 - Yoshito Nakaue, Chihiro Ura, Hiroshi Kano, Shigeyuki Hirai: MarbLED: Embedded and Transmissive LED Touch Display System and Its Application Platform for Surface Computing with Engineered Marble, Companion Proc. of ISS2023, pp.57-60 (2023)
- 平井重行, 中植義斗, 浦千尋: 人工大理石透過型LEDタッチディスプレイ MarbLED の応用デモ, CEDEC2023 インタラクティブセッション（2023）
- Chihiro Ura, Hiroshi Kano and Shigeyuki Hirai, Development of a Transmissive LED Touch Display for Engineered Marble, IEEE ICCE-TW2023 (2023)
- 中植義斗, 浦千尋, 蚊野浩, 平井重行: 人工大理石透過型LEDタッチディスプレイのアプリケーションプラットフォーム, WISS2022論文集, 1-A07 (2022)
- 中植義斗, 浦千尋, 平井重行: 人工大理石透過型LEDタッチディスプレイとそのエンターテインメント応用の可能性, CEDEC2022（2022）
- 中植義斗, 平井重行: 人工大理石透過型LEDタッチディスプレイのソフトウェアライブラリ開発, 情報処理学会インタラクション2022論文集 インタラクティブ発表 1D-16, pp.194-198 (2022)
- 浦千尋, 蚊野浩, 平井重行: 人工大理石透過型LEDタッチディスプレイのハードウェア改良-センシング基板の設計と表面実装, 情報処理学会インタラクション2022論文集 インタラクティブ発表 2D-01, pp.254-258（2022）
【インタラクティブ発表賞（PC推薦）受賞】 - Tomoya Tada and Shigeyuki Hirai, Transmissive LED Touch Display for Engineered Marble., ACM UIST 2020 (Adjunct Volume), pp.145-147 (2020)
- 多田智哉, 平井重行: 人工大理石透過型LEDディスプレイとそのタッチインタフェース化の試み, 情報処理学会インタラクション2020論文集 インタラクティブ発表 1B-60, pp.397-402（2020）
【インタラクティブ発表賞（一般投票）受賞】
- 作品展示・メディア取材・出演など
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- Maker Faire Kyoto 2024での展示（2024）
- イベントレポート: 叩きこむ！振りまわす！変わったコントローラーの気になる中身も見せちゃいます。「make.ctrl.Japan」ブース【BitSummit Let’s Go!!】」, ゲームメーカーズ記事（2023）
- make.ctrl.Japan6 in BitSummitにてゲーム作品 MarbleTowerを展示（2023）
- Maker Fair Kyoto 2023での展示（2023）
- GUGEN 2022への作品応募および展示会での作品展示 （2022）
- 「ゲームマーケット2022秋」で見かけた特設ブースをレポート。麻雀の「Mリーグ」や「BitSummit」とのコラボ，お馴染み“伝統ゲーム”ブースも復活へ, 4gamer.net記事（2022）
- make.ctrl.Japan4 in ゲームマーケット2022秋にてゲーム作品 G-Shooter をデモ展示（2022）
- Smart Sensing 2022にて技術展示（2022）
- Maker Meeting for Maker Fair Kyoto 2022での展示（2022）
- びわ湖放送：「オモロしが」での研究紹介（2022/3/25放送）
- Smart Sensing 2021にて技術展示（2021）
- Maker Fair Kyoto 2021でのオンライン展示（2021）
- 人工大理石をタッチディスプレイにしてキッチンや洗面台を演出 京産大が新技術, ITmedia NEWSでのInnovative Tech記事（2020）
- GUGEN 2020への作品応募（2020）
- Maker Fair Kyoto 2020でのオンライン展示（2020）
- Makers Bazaar Osaka 2019出展（2019）
- Maker Fair Kyoto 2019にて出展（2019）
