ジョイスティック

ジョイスティックはフライトスティックとも呼ばれ、ベース上で回転し、制御しているデバイスに角度や方向を伝えるスティックで構成される入力デバイスです。コントロール コラムとも呼ばれ、多くの民間航空機や軍用航空機のコックピットにある、センタースティックまたはサイドスティックとしての主要な制御装置です。フライトのパイロットと副操縦士が操縦する航空機の機能を制御するためのさまざまなスイッチがあります。

ジョイスティックはビデオゲームの操作によく使用され、通常はコンピュータがその状態を読み取ることができる押しボタンが付いています。現代のビデオゲームコンソールで使用されているジョイスティックの一般的なバリエーションは、アナログスティックです。ジョイスティックは、クレーン、トラック、水中無人車両、車椅子、監視カメラ、ゼロ旋回半径芝刈り機などの機械の操作にも使用されます。指で操作する小型ジョイスティックは、携帯電話などの小型電子機器の入力デバイスとして採用されています。

ジョイスティックは航空機のエルロンとエレベーターの制御装置として始まり、1908年にルイ・ブレリオが開発したブレリオVIII航空機で、尾翼のヨー制御面用の足踏み式ラダーバーと組み合わせて使用​​されたのが最初であることが知られています。^[1]

ジョイスティックという名称は、20世紀初頭のフランス人パイロット、ロバート・エスノー＝ペルテリーが考案したと考えられている。^[2]また、ロバート・ロレーヌ、ジェームズ・ヘンリー・ジョイス、AEジョージというパイロット仲間の主張も対立している。ロレーヌは、1909年にポーのブレリオの学校で飛行を学ぶため通った際、日記の中で「ジョイスティック」という用語を使用したとオックスフォード英語辞典に記されている。ジョージは先駆的な飛行士で、1910年に同僚のジョブリングとともにイギリスのニューカッスルで複葉機を製作し飛行させた。ジョージとジョブリングの航空機操縦桿は、イギリスのニューカッスルにあるディスカバリー博物館に収蔵されている。ジョイスティックは初期の飛行機に搭載されていたが、その機械的な起源は定かではない。^[3]「ジョイスティック」という用語の造語は、実際にはロレーヌの功績である可能性がある。この用語の使用は、彼が最も古く知られているが、彼がこの装置を発明したわけではないことは間違いない。

電気式2軸ジョイスティックは、米国海軍研究所（NRL）のCBミリックによって発明され、1926年に特許を取得しました（米国特許番号1,597,416）。^[4] NRLは当時、積極的に遠隔操縦航空機の開発を行っており、ジョイスティックはこの取り組みを支援するために使用された可能性があります。取得した特許の中で、ミリックは次のように書いています。「私の制御システムは、パイロットなしで航空機を操縦する場合に特に適用できます。」^[5]

ドイツは1944年頃に電動2軸ジョイスティックを開発した。この装置はドイツの特定の爆撃機に搭載されていたドイツのFunkgerät FuG 203 Kehl無線操縦送信機システムの一部として使用され、ロケット推進式対艦ミサイルHenschel Hs 293と、動力のない先駆的な精密誘導兵器Fritz-X ^[6]の両方を海上およびその他の目標に対して誘導するために使用された。ここでは、Kehl送信機のジョイスティックは、オペレーターがミサイルを目標に向けるために使用された。このジョイスティックには、アナログセンサーではなくオン/オフスイッチが付いていた。Hs 293とFritz-Xは両方とも、Kehlの制御信号を兵器の操縦面に送信するためにFuG 230 Straßburg無線受信機を使用していた。同等のジョイスティックユニットが同時代のアメリカのAzon操縦可能兵器にも使用され、厳密にヨー軸のみで兵器を横方向に操縦するためだけだった。^[7]

このドイツの発明は、ペーネミュンデの陸軍研究所に集まった科学者チームの誰かによって採用されました。ここでは、ドイツのロケット計画のチームの一部が、最初の地対空ミサイルであるV-2ロケットの派生型であるヴァッサーファルミサイルを開発していました。ヴァッサーファルの操縦装置は、電気信号を無線信号に変換し、それをミサイルに送信しました。

1960 年代には、Phill Kraft 社が製造した Kwik Fly (1964) などの無線制御模型飛行機システムでジョイスティックの使用が広まりました。現在は倒産したKraft Systems社は、最終的にコンピューター業界やその他のユーザー向けのジョイスティックの重要な OEM サプライヤーになりました。無線制御飛行機業界以外でジョイスティックが最初に使用されたのは、Permobil (1963) などの電動車椅子の制御だったと考えられます。この時期、NASA はアポロ計画の一環としてジョイスティックを制御装置として使用しました。たとえば、月着陸船のテストモデルはジョイスティックで制御されました。

多くの現代の旅客機、例えば 1980 年代から開発されたすべてのエアバス機では、ジョイスティックは「サイドスティック」の形で飛行制御に新たな命を吹き込まれました。サイドスティックは、ゲーム用ジョイスティックに似ていますが、従来の操縦桿に代わる飛行制御に使用されるコントローラーです。サイドスティックは重量を軽減し、コックピットでの動きと視界を改善し、事故の際には操縦桿よりも安全である可能性があります。

1972年に発売されたマグナボックス・オデッセイ・コンソールの発明者であるラルフ・H・ベアは、1967年に最初のビデオゲームのジョイスティックを作成した。それらは、画面に表示されたスポットの水平位置と垂直位置を制御することができた。 ^[8]発射ボタンを備えた最も古い電子ゲームジョイスティックは、1969年にセガがアーケードゲーム「ミサイル」の一部として発売した。これはシューティングシミュレーションゲームで、初期のデュアルコントロールスキームの一部としてそれを使用していた。2つの方向ボタンを使用してモーター付き戦車を動かし、双方向ジョイスティックを使用してミサイルを発射して、画面に表示された接近する飛行機に向ける。飛行機に命中すると、爆発音とともに画面上で爆発がアニメーション表示される。^[9] 1970年に、^{[10]このゲームは}ミッドウェイゲームズによってSAMIとして北米で発売された。^[9]

タイトーは1973年にアーケード用レーシングビデオゲーム「 アストロレース」の一部として4方向ジョイスティックをリリースし、^[11] 1975年の多方向シューティングゲーム 「ウエスタンガン」では、8方向ジョイスティックの1つを移動用、もう1つを射撃方向の変更用とするデュアルスティックコントロールを導入した。北米では、ミッドウェイ社から「ガンファイト」というタイトルでリリースされた。^[12] 1976年、タイトーは、ジェット戦闘機を操縦し、8方向ジョイスティックを使用して十字線で狙いを定め、敵機を撃つという初期の一人称戦闘飛行シミュレーター「インターセプター」をリリースした。^[13]

1977年のAtari Video Computer System用に開発されたAtari CX40ジョイスティック^[15]は、1つの発射ボタンを備えたデジタルコントローラです。Atariジョイスティックポートは、長年にわたりデジタルジョイスティックの事実上の標準仕様でした。ジョイスティックは、第1世代および第2世代のゲームコンソールのコントローラとして一般的に使用されていましたが、1980年代半ばにNintendo Entertainment SystemおよびMaster Systemでおなじみのゲームパッドに取って代わられました。ただし、ジョイスティック、特にアーケードスタイルのものは、どのコンソールでも人気のあるアフターマーケットアドオンでした。^[16]

1985年、セガの三人称視点アーケードレールシューティングゲーム「スペースハリアー」には、移動に使用される真のアナログフライトスティックが搭載されていました。ジョイスティックはあらゆる方向への動きを記録し、押し込みの度合いを測定することができ、ジョイスティックを特定の方向にどれだけ押し込んだかに応じて、プレイヤーキャラクターをさまざまな速度で移動させることができました。^[17]

ジョイスティックのバリエーションとして、ロータリージョイスティックがある。これはジョイスティックとノブのハイブリッドの一種で、ジョイスティックを様々な方向に動かすと同時に、ジョイスティックを回転させることができる。これは主にアーケードのシューティングゲームで使用され、プレイヤーの8方向の動きと銃の360度方向の両方を制御する。^{[18] [19]これは}SNKによって最初にタンクシューティングゲームのTNK III （1985年）で導入され、その後ランアンドガンビデオゲームの Ikari Warriors（1986年）で普及した。^{[18] SNKは後に}ゲリラウォー（1987年）などのアーケードゲームでロータリージョイスティックコントロールを使用した。^[20]

アナログジョイスティックの明確なバリエーションとして、ライトガンとは異なる動作をするポジショナルガンがある。光センサーを使用する代わりに、ポジショナルガンは基本的に固定された位置に取り付けられたアナログジョイスティックであり、銃の位置を記録して、プレイヤーが画面上でどこを狙っているかを判断する。^{[21] [22]これは}アーケードガンゲームでよく使用され、初期の例としては、 1972年のセガのSea Devil、^{[23] 1976年の}タイトーのAttack、^[24] 1977年のCross Fire ^{、 [25]} 1978年の任天堂のBattle Sharkなどがある。 ^[26]

1990年代には、CH Products Flightstick、Gravis Phoenix、Microsoft SideWinder、Logitech WingMan、Thrustmaster FCSなどのジョイスティックがPCゲーマーの間で人気を博した。これらは、F-16 Fighting FalconやLHX Attack Chopperなどのフライトシミュレーターに必須のアイテムと考えられていた。ジョイスティックは、X-WingやWing Commanderなどの宇宙飛行シミュレーターゲームや、「6自由度」の3DシューティングゲームDescentが主流となったことで特に人気が高まった。^{[27] [28] [29] [30] [31]} VirPil ControlsのMongoosT-50ジョイスティックは、ほとんどのフライトジョイスティックとは異なり、ロシアの航空機（Sukhoi Su-35やSukhoi Su-57を含む）のスタイルを模倣するように設計された。^[32]

しかし、21世紀初頭から、これらのタイプのゲームの人気は衰え、今では「死んだ」ジャンルと見なされ、それに伴い、ゲーム用ジョイスティックはニッチな製品に成り下がった。^{[27] [28] [29] [30] [31]} NowGamerのインタビューで、Volition Inc.のプロデューサーであるJim Booneは、FreeSpace 2の売れ行きが悪かったのは、ジョイスティックが「時代遅れ」になり、 Quakeなどのより現代的な一人称視点のシューティングゲームが「マウスとキーボードに大きく依存していた」ため売れ行きが悪かったためかもしれないと述べた。彼はさらに、「それ以前に、例えばDescentを作ったとき、人々がジョイスティックを持っていることはまったく当たり前のことだった。Descentはたくさん売れた。その頃、マウスとキーボードを使ったより現代的なFPSが登場した。Wolfenstein [3D]のようなキーボードだけのものではなかった」と述べた。^[33]

1990年代後半から、アナログスティック（親指で操作するためサムスティックとも呼ばれる）は、任天堂のNintendo 64コントローラによって普及したビデオゲームコンソールのコントローラの標準となり、^[34]スティックの中立位置からの変位を示す機能を備えている。これは、ソフトウェアが位置を追跡したり、コントロールが動かされる速度を推定したりする必要がないことを意味する。これらのデバイスは通常、ポテンショメータを使用してスティックの位置を決定するが、^[35]一部の新しいモデルでは、信頼性の向上とサイズの縮小のためにホール効果センサーを使用している。

1997年、ThrustMaster社は、飛行シミュレーションを体験するためにコンピュータゲームに統合された3Dプログラマブルコントローラを発表しました。この製品ラインは、着陸やナビゲーション方法に使用されるNASAのRHC（回転ハンドコントローラ）のいくつかの側面を採用しました。^[36]

1997年、CH Products社は技術開発会社Immersion Corporationからのライセンスを受けて、フォースフィードバック（ハプティクス）を備えた最初のゲーム用ジョイスティックを製造した。^{[37] Force FXジョイスティックと呼ばれるこの製品の後に、} Logitech、ThrustmasterなどからもフォースフィードバックジョイスティックがImmersionからのライセンスを受けて登場した。 ^{[38] [39]}

アーケードスティックは、家庭用ゲーム機やコンピュータで使用する大型のコントローラです。アーケードスティックは、特定のマルチボタン配置を備えたアーケードキャビネットのスティックとボタンの構成を使用します。たとえば、アーケードゲーム「ストリートファイターII」や「モータルコンバット」の6つのボタンレイアウトは、コンソールのジョイパッドでは快適にエミュレートできないため、これらのゲーム用のライセンスを受けた家庭用アーケードスティックが家庭用ゲーム機やPC用に製造されています。^[40]

ハットスイッチは、一部のジョイスティックのコントロールです。電子ゲームではPOV（視点）スイッチとも呼ばれ、仮想世界を見回したり、メニューを閲覧したりすることができます。たとえば、多くのフライトシミュレーターでは、プレイヤーの視点を切り替えるためにハットスイッチを使用していますが、^{[41]他のゲームでは、} Dパッド の代わりにハットスイッチを使用することもあります。アナログスティックとDパッドの両方を備えたコンピューターゲームパッドでは、通常、POVスイッチのスキャンコードをDパッドに割り当てています。

ハットスイッチという用語は、「クーリーハットスイッチ」という用語の短縮形であり、似たような帽子にちなんで名付けられました。^[42]

実際の航空機では、ハット スイッチはエルロンやエレベーターのトリムなどを制御する場合があります。

ボタン、ホイール、ダイヤル、タッチスクリーンの他に、カメラを効率的に手動で操作するための小型ジョイスティックも開発されている。^{[43] [44] [45]}

• ミラーレス一眼カメラの小型ジョイスティック
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  電子ビューファインダーの横にある、右手の親指で操作する小型ジョイスティック
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最近では、クレーン、組立ライン、林業機械、採掘トラック、掘削機など、多くの産業および製造アプリケーションでジョイスティックの使用が一般的になっています。実際、このようなジョイスティックの使用は非常に需要が高く、ほぼすべての最新の油圧制御システムで従来の機械式制御レバーがジョイスティックに置き換えられています。さらに、ほとんどの無人航空機(UAV) と水中遠隔操作車両(ROV) では、車両、搭載カメラ、センサー、および/またはマニピュレーターを制御するために少なくとも 1 つのジョイスティックが必要です。

このような用途は、非常に手作業が多く、荒い性質があるため、産業用ジョイスティックは、一般的なビデオゲーム コントローラよりも堅牢で、長いサイクル寿命にわたって機能する傾向があります。このため、 1980 年代には、非接触型センシングの手段として、ホール効果センシングが開発され、このような用途に採用されました。ホール効果技術を使用して、産業用アプリケーション用のジョイスティックを製造している企業がいくつかあります。ジョイスティックの設計に使用されるもう 1 つの技術は、ひずみゲージを使用して、物理的なたわみではなく、加えられた力に比例して出力が得られる力トランスデューサを構築することです。小型の力トランスデューサは、メニュー選択機能用のジョイスティックの追加コントロールとして使用されます。

ジョイスティックの大手メーカーの中には、OEM のニーズに合わせてジョイスティックのハンドルやグリップをカスタマイズできるメーカーもありますが、地域の小規模メーカーは、標準製品を高価格で小規模 OEM に販売することに専念していることが多いです。

補助技術 ポインティングデバイスに分類される専門ジョイスティックは、重度の身体障害を持つ人々がコンピューターのマウスの代わりに使用する。ゲームを操作するのではなく、これらのジョイスティックはポインターを操作する。脳性麻痺などのアテトーゼ症状を持つ人にとっては、標準的なマウスよりも握りやすいため、役立つことが多い。^[46]筋ジストロフィーや運動ニューロン疾患などの筋力低下を伴う症状を持つ人々向けに、小型ジョイスティックも用意されている。また、制御方法としてシンプルで効果的なため、電動車椅子の制御にも使用されている。^[47]

1996年、科学的研究により、チンパンジーとアカゲザルはどちらもジョイスティックを使って画面上のポインタを動かすように教えることができることがわかった。どちらも試験中に要求されたタスクの「概念的知識」を一貫して示すことができたが、アカゲザルの方が明らかに遅かった。^[49]

2021年、別の2人の研究者が、鼻先で操作できるジョイスティックを設計して、家畜のブタの知能レベルを調査した。チンパンジーやアカゲザルとは異なり、4頭のブタはいずれも1996年のテストの「運動能力または概念的獲得」の基準を完全に満たすことはできなかったが、それでも「偶然よりはるかに優れた成績」を収めた。注目すべきことに、ブタは霊長類と比較してさらなる困難を経験しており、全員が遠視であったため、画面上の細部を理解するのに苦労した可能性があり、目を離さずにジョイスティックでターゲットを動かすことはできなかった。^[48]

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• Roch, Axel [Wikidata] . 「Fire-Control and Human-Computer Interaction: Towards a History of the Computer Mouse (1940–1965)」（PDF） . Mindell, David。マサチューセッツ工科大学、科学、技術、社会プログラム。2021-06-28にオリジナルからアーカイブ（PDF）。2021-08-24に取得。(11 ページ) (注意。これは、1996 年にLab. Jahrbuch 1995/1996 für Künste und Apparate (350 ページ) にKunsthochschule für Medien Köln mit dem Verein der Freunde der Kunsthochschule für Medien Köln ; Verlagで発表されたドイツ語の論文に基づいています。デアBuchhandlung Walther König  [de]、ドイツ、ケルンISBN 3-88375-245-2。 

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