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有線グローブ（データグローブ[ 1 ] [ 2 ]またはサイバーグローブとも呼ばれる）は、手袋のように装着する人間とコンピュータのインタラクションのための入力デバイスである。
指の曲げなどの物理データを取得するために、さまざまなセンサー技術が用いられています。多くの場合、磁気追跡装置や慣性追跡装置などのモーション追跡装置が装着され、グローブの全体的な位置/回転データを取得します。これらの動きはグローブに付属するソフトウェアによって解釈されるため、一つの動きが様々な意味を持つ可能性があります。ジェスチャーは、手話の認識やその他の記号機能など、有用な情報に分類されます。
高価なハイエンドの有線グローブは、触覚をシミュレートするハプティックフィードバック機能も備えています。これにより、有線グローブを出力デバイスとしても使用できるようになります。従来、有線グローブは非常に高価で、指の屈曲センサーとトラッキングデバイスは別々に購入する必要がありました。
有線グローブは、仮想現実環境や、ロボットによる人間の手の動きの模倣によく用いられる。
1977年に電子可視化研究所によって開発されたセイアグローブは、最初の有線グローブでした。[ 3 ]
1982年、トーマス・G・ジマーマンは、指の曲げを測定するために手袋に取り付けられた光学式フレキシブルセンサーに関する特許（米国特許第4542291号）を出願した。[ 4 ]ジマーマンは、ジャロン・ラニアーと協力して、超音波と磁気による手の位置追跡技術を組み込み、それぞれパワーグローブとデータグローブを開発した（米国特許第4988981号、1989年出願）。[ 5 ]データグローブで使用されている光学式フレキシブルセンサーは、ヤング・L・ハービルが発明したもので、指関節付近のファイバーに傷をつけて、局所的に曲げに敏感になるようにした。[ 6 ]
1987年に家庭用として発売された最初の有線グローブの1つは、ニンテンドーパワーグローブでした。これは、ニンテンドーエンターテインメントシステム用のゲームグローブとして設計されました。粗雑なトラッカーと指の屈曲センサー、そして背面にボタンが付いていました。パワーグローブの抵抗センサーは、趣味でデータグローブを作る人にも使われました。[ 7 ]
これに続いて、1990年にVirtual Technologies, Inc.によってCyberGloveが開発されました。Virtual Technologiesは2000年9月にImmersion Corporationに買収されました。2009年、Immersion CorporationはCyberGlove製品ラインを売却し、CyberGlove Systems LLCという新会社がCyberGloveの開発、製造、販売を引き継ぎました。
イマージョン社は、サイバーグローブに加えて、他にも3つのデータグローブ製品を開発した。仮想現実空間で指が物体に触れると、グローブの各指が個別に振動するサイバータッチ、固体やスポンジ状の物体を握ったり触ったりする動作を実際にシミュレートするサイバーグラスプ、そして上記すべてに加え、ユーザーの腕全体の正確な動きを測定するサイバーフォースである。
2002年、Essential Reality社からP5 Gloveが発売されました[ 8 ]（ハードウェアはJohathan ClarkeとLeigh Boydが設計）。通常の用途では2次元マウスとして機能し、一部のコンピュータゲームはP5 Gloveの「3D」サポートを提供するように特別に調整されました。P5 GloveはMicrosoft Windows XPと従来のMac OSに対応しています。Linux用の非公式ドライバも存在します。ガジェット雑誌やゲーム雑誌から好意的なレビューを受けたものの、互換性のあるソフトウェアの不足やその他の問題により、目新しい製品にとどまりました。その後、販売は終了しました。
P5グローブに続いて登場したのが、Fifth Dimension Technologies社が販売するデータグローブと屈筋ストリップキット（5th Glove DFK）である5th Gloveです。このパッケージは、柔軟な光学的屈曲センシングを使用して手と腕の動きを追跡します。このグローブは、5DTの超音波追跡システムである5DT Headおよび5DT Handトラッカーと併用でき、ユニットの送信機から最大2メートル離れた場所からの動きを追跡できます。
最も包括的な市販ソリューションの高コストを懸念し、Pamplona らは新しい入力デバイスとして画像ベースのデータグローブ (IBDG) を提案している。[ 9 ]ユーザーの手にカメラを取り付け、各指先に視覚マーカーを取り付けることで、コンピュータビジョン技術を使用して指先の相対位置を推定する。指先に関する情報が得られたら、逆運動学技術を適用して各指関節の位置を推定し、仮想世界でユーザーの指の動きを再現する。[ 10 ]モーション トラッカー デバイスを追加することで、ユーザーの手のピッチ、ヨー、ロール、および XYZ 移動もマッピングでき、低コストのデバイスでユーザーの手によって実行されるすべてのジェスチャーと姿勢を (ほぼ) 再現できる。
慣性、光学、磁気技術に代わる現代的な方法として、伸縮センサーが挙げられます。ニュージーランドの企業StretchSenseは、MoCap Proと呼ばれる伸縮センサー搭載のモーションキャプチャグローブを初めて開発しました。[ 11 ]伸縮センサーは、伸縮、曲げ、せん断、圧力の変化を測定するシリコンベースの柔軟なコンデンサです。データは、Unreal Engine、Unity、Mayaなどのソフトウェアプラットフォームにストリーミングして、仮想キャラクターの手をアニメーション化することができます。
有線グローブの代替案として、カメラとコンピュータビジョンを使用して手の3D姿勢と軌跡を追跡する方法があるが、触覚フィードバックは失われる。[ 12 ]
有線グローブのコンセプトは、研究およびエンジニアリングコミュニティで従来から人気があります。エンジニアは、ジェスチャー認識という目標を達成するために、革新的なセンサー技術とアーキテクチャを使用したプロトタイプの開発を続けています。たとえば、そのようなプロジェクトの1つに、当時電子工学の学生だったArvind Ramana、Subramanian KS、Suresh、Shivaによって2009年に開発されたSmart Glove (Wayback Machineに2019年5月15日にアーカイブ)があります。このプロジェクトは、ホール効果スイッチとカスタムメイドの曲げセンサーを興味深く使用した革新的な設計でした。
データグローブの普及における大きな障壁の一つは汗である。[ 14 ]
