Inflatable systems have been attracting attention in the field of interaction design. Conventional tabletop-sized pneumatic systems tend to be complex because they require bulky and noisy equipment. Therefore, several liquid-to-gas phase change actuators that use vaporization have been proposed. But these actuators have problems with controllability, reusability, and reconfigurability. In this study, we propose InflatableMod, novel inflatable modules based on the efficient control of liquid-to-gas phase change actuators. These are designed with a compact circuit that has a liquid transfer function to feed the required amount of low-boiling-point liquid into the pouch and a heating function to inflate the pouch by the volume change. This approach allows for a compact, silent, and untethered inflatable system. It is also possible to create an untethered and reconfigurable multi-inflatable system because each module is synchronized.

インフレータブルシステムは、インタラクションデザインの分野で注目されている。このシステムは、空気によって膨らませることで形状を変えることができ、造形やアクチュエータの手段として使用される。しかし、従来のテーブルトップサイズの空気圧システムは装置が大きく、音が大きく、複雑な構成が求められることが多い。このため、液体から気体への相転移を利用するアクチュエータが提案されているが、制御性や再利用性、再構成性などの問題がある。本研究では、この問題を解決するために、効率的な制御を基盤とした新しいインフレータブルモジュール InflatableMod を提案する。このモジュールは、必要な低沸点液体の量をパウチに供給する液体伝達機能と、パウチを膨張させるための加熱機能を備えている。このアプローチにより、コンパクトで静音、かつ有線にとらわれないインフレータブルシステムが可能となる。また、各モジュールは無線で同期できるため、再構成可能なマルチインフレータブルシステムを作成することもできる。本研究では、モジュールの設計の提案と共に、性能評価を行い、アプリケーションシナリオを提示する。

Publications:

Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Kanon Aoyama, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi. 2023. InflatableMod: Untethered and Reconfigurable Inflatable Modules for Tabletop-sized Pneumatic Physical Interfaces. In Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’23). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 212, 1–15. https://doi.org/10.1145/3544548.3581353

Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Kanon Aoyama, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi. 2023. Demonstrating InflatableMod: Untethered and Reconfigurable Inflatable Modules for Tabletop-sized Pneumatic Physical Interfaces. In Extended Abstracts of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA ’23). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 436, 1–5. https://doi.org/10.1145/3544549.3583928