- 車内の操作系は、すべての機能をタッチスクリーンに押し込むよりも、自動化された空調と物理ダイヤルを組み合わせることで、ドライバーが少ない操作で必要な設定を上書きできる
- Scott Bezekのオープンソース Smart Knob とSeedlabs開発キットは、ブラシレスDCモーター、疑似ディテント、振動フィードバック、小型ディスプレイを組み合わせ、触覚をソフトウェア化したダイヤルのプロトタイプに適していた
- 音量のような連続値には、規則的で控えめなディテントが最も自然で、滑らかな線形抵抗は精密だが無機質で、値に応じて強まる動的抵抗は一般的な操作では違和感がある
- 1つのダイヤルで温度、ファン速度、シートヒーターをすべて扱うことはできるが、3つが限界に近く、4つ目の機能からは視線を落とさずにインターフェース上の位置を追うのが難しくなる
- 最終的な推奨構成は、温度とファン速度だけを担う2機能ダイヤルと、独立したシートヒーター用物理ボタンであり、頻繁に使う単純な操作にはタッチインターフェースより物理コントロールの方が適している
タッチスクリーン依存から始まった空調操作の再設計
- 既存の空調コントロール再設計の実験は、自動車メーカーがタッチスクリーンに過度に依存し、機能を詰め込みすぎてインターフェースを複雑にしているという問題意識から始まった
- 目標は、乗員を快適に保ちながら操作回数を最小限にすることだった
- 温熱的快適性は4つの環境要素に左右される
- これらの要素が一定の範囲内にあれば、多くの人にとって快適な環境を作れるため、自動化に大きく依存できる
- 初期コンセプトは、1つの温度ダイヤルがファン速度とシートヒーターを一緒に決定する自動化システムだった
- 車内温度が設定温度から大きく外れていると、ファン速度とシートの暖房・冷房を強める
- ドライバーはいつでも自動設定を上書きできる
ディスプレイ上のダイヤルからディスプレイ内蔵ダイヤルへ
- 当初の計画はタッチディスプレイの上にダイヤルを載せる方式だったが、複数の実装を試した結果、技術的に十分ではないと判断された
- 正確なタッチイベントの登録が難しい
- ダイヤル回転中の誤タッチを防ぐため周囲に空間を空ける必要があり、ディスプレイ領域が無駄になる
- 代替案は、ダイヤルの中にディスプレイを入れる方式だった
- Scott BezekのSmart Knob は、ブラシレスDCモーターでアナログダイヤルの感触を再現するオープンソースプロジェクト
- モーターの力と抵抗を調整し、ソフトウェア制御の疑似ディテントを作れる
- ディテント強度やハードストップなど、さまざまな触覚フィードバックをシミュレートできる
- ダイヤル押下時のボタンクリックを模した振動モーターも含まれる
- Seedlabs Smart Knob開発キット は、このプロジェクトを組み立て済みの開発キットとして提供している
回転ダイヤルの触覚実験
- 回転ダイヤルは単純に見えるが、ソフトウェアと触覚フィードバックの両方を制御できるため、多様なインタラクションを探れる
- 物理コントロールの大きさ、形状、重さは、ユーザーにどう操作すべきかという期待を生む
- 丸いダイヤルは回転できることを伝える
- 大きなダイヤルは、より重要で精密な機能を制御する印象を与える
- 小さなダイヤルは、より少なく重要度の低い機能を制御する印象を与える
- ラベルのような記号は、機能、段階数、状態を説明できる
- ダイヤル回転時の触覚フィードバックも1つのコミュニケーション層として機能する
- メディアソースのように設定そのものが変わる場合は、強いディテントが変化の重要性を伝える
- 音量のように1つの機能内で値を変える場合は、より小さなディテントが自然
- 音量制御の実験では、3つの触覚パターンが比較された
- 滑らかな線形抵抗: 技術的には最も精密だが、無機質で人工的に感じられる
- 規則的で控えめなディテント: 音量のような制御で最も一般的な方式のため、最も自然に感じられる
- 音量に比例して増加する動的抵抗: アナログダイヤルでは作りにくい概念のため、一般的な音量操作では違和感があるが、他の応用領域には可能性がある
触覚インターフェース設計指針
- 似た操作には一貫した触覚パターンを維持すべき
- 音量とファン速度が同じ種類の値範囲を持つなら、片方を連続回転、もう片方を段階回転にするような混在は避けた方がよい
- 精密調整と素早い調整の両方を可能にすべき
- 音量は普段は小さな段階で調整しつつ、必要なときには素早くミュートできるべき
- オフ状態がある機能では、ダイヤルを完全に左へ回すと機能がオフになるという感覚が直感的
- 物理フィードバックと視覚フィードバックは同期している必要がある
- ダイヤルが270°回転するなら、インターフェースも270°に合わせるべき
- ディテント位置とUI位置も一致させるべき
- 実験では、ダイヤルがディテントを20%通過した時点でUIを更新する方式の方が自然に感じられた
- 値範囲が大きいほどディテント強度は弱く、値範囲が小さいほどディテント強度は強い方が適している
- [0,99] の範囲では控えめなディテントが適している
- [0,3] のような小さな範囲では、位置を明確に伝えるためより強いディテントが必要
- 重要な値にはより強いディテントを設けられる
- 温度のように小数点値を持つ場合、主要値と補助値をディテント強度で区別できる
- 極端な値は抵抗や段階幅で伝えられる
- 自動空調モードで現在の室温と大きく異なる温度を設定すると、目標達成のためシステムがより強く動作するため、それをより大きな抵抗で伝えられる
- 同じ設定温度でも現在の室温との差によって結果が変わるため、動的な極端値表現に有用
- オフモードのような重要な段階は、通常のオン段階より大きな角度を占めるようにできる
- 状態変化の直前には、控えめなプレビュー抵抗を与えられる
- 力のカーブは線形より対数的に近い方がよい
- 次のディテントに近づくほど抵抗が増せば、段階がいつ発生するかをより明確に感じられる
プロトタイプで明らかになった限界
- 確立した設計原則をもとに、温度、ファン速度、シートヒーターを含む疑似自動化システムを実装した
- シートヒーターは個人的な性格が強く、自動化に組み込むのに適さないという以前の結論は維持されたが、1つのダイヤルで3機能を制御できるかを見るために含められた
- 温度制御には段階的な触覚抵抗を適用した
- 現在温度から離れるほど、より大きな抵抗を感じる
- かなり高い温度を設定するとファン速度とシートヒーターも一緒に上がることを触覚で伝える
- ファン速度とシートヒーターは同じ触覚プロファイルを使用した
- ファン速度は明確な5段階で構成される
- シートヒーターは4段階で、最初の段階はより強いフィードバックを与える「off」位置
- ダイヤルを押すと機能を切り替えられ、ディスプレイ下部の小さなページネーターが現在有効な機能を示す
- 自動化システム内では、温度設定後にファン速度とシートヒーターが変わる関係をドライバーが機能切り替えなしに理解する必要があるが、小さなディスプレイだけでそれを伝えるのは難しかった
3機能は可能だが、2機能の方が自然
- 1つのダイヤルに3種類のデータタイプを表示することは可能だが、上限に近い
- 4つ目の機能を追加すると、視線を下げずにインターフェース上の位置を追うのが難しくなる
- 小さなディスプレイに多くの情報を詰め込まなければならない点が主な制約
- 3つのデータタイプが自動化システム内で相互に結びついている場合、その関係を運転中に使う小さな画面で伝えるのはさらに難しい
- 機能が温度とファン速度の2つだけなら、概念的にもより自然で、自動化システムの状態を明確に示す十分な空間も生まれる
- 最終的な推奨構成は2機能回転ダイヤル
- 自動化システムで操作回数を最小化する
- 必要なときにドライバーが簡単に上書きできる
- シートヒーターは、何度も押して強度を切り替えるより、1回のボタン操作で好みの設定を選べる独立した物理コントロールが理想的
実車に見られる類似の解法
- Jaguarは、3機能ダイヤルに奥行き方向の操作を加えた興味深い解法を採用していた
- 基本状態では温度を制御する
- ダイヤルを押すとシートヒーターが有効になる
- ダイヤルを引くとファン速度が有効になる
- 道路から視線を外さずに学習しやすく、操作もしやすい方式
- Jaguarは他の多くのメーカーと同様に、物理空調コントロールを廃止してタッチスクリーンへ移行した
- Skodaは現在、上位モデルに3つのSmart Dialsを提供している
- 各乗員は自分のダイヤルで温度を調整する
- ダイヤルを押すとシートヒーターを制御する
- ドライバーは中央のダイヤルを、音量、走行モード、ファン速度、送風方向など最大6機能に割り当てられる
- 今日のタッチインターフェース偏重の流れの中では、シンプルで優れた設計と評価できる
タッチスクリーンと物理コントロールの役割分担
- タッチスクリーンはナビゲーションのような複雑なインタラクションには必要悪に近い
- 空調のように頻繁に使い、単純な操作はタッチインターフェースに入れない方がよい
- 物理コントロールが消える理由としてコストがよく挙げられるが、SkodaやRenaultのような予算重視ブランドが現在も物理コントロールを提供していることを考えると、コストだけの問題ではない
- タッチ専用インターフェースを採用したメーカーは、人間工学や安全性よりコストとマーケティングを優先している
- 物理コントロールを操作する行為には、固有の満足感と品質感がある
- Mercedesのようなブランドは、スイッチやボタンの感触を仕上げるために何千時間も費やすと誇ってきた
- タッチスクリーンではこうした感覚が失われ、現代の多くの車でも失われている
- 物理コントロール設計にはまだ探求の余地が多く、プロジェクトのコードは GitHub で公開されている
1件のコメント
Hacker News の意見
自動車会社がよくやる「どんなガラクタでもタッチスクリーンに載せる」方式とは違い、デジタル操作系をどう設計するかを考えている点は高く評価します。
ただ、このように複雑なモード型操作系が実際に得になるのかは疑問です。2016年式の私の古い車にはつまみが3つあり、見なくても温度・風量・吹き出し位置をそれぞれ調整でき、シートヒーターもボタン1つで操作できます。
温度調整の自動モードがあれば理論上は便利でしょうが、実際には今寒いか暑いか快適かに応じて手を伸ばして回せば済むことが多く、自動モードのある他の車でも、結局いくつもの機能をタッチスクリーン上でモード切り替えしながら操作しなければならず、道路から視線を外すことになります。
よく設計された車で好きなディテールとは、まさにこういうものです。
たいていは、ユーザーがいる場所ですらない所にある単一のセンサーが実際の環境を正確に反映するはずだという、やや奇妙な仮定が原因です。
「もっと暖かく／もっと涼しく」程度の入力で十分で、実際には持ってもいない精度を装うこともありません。
見た目にはユーザーインターフェースの改善のように見えますが、アナログ操作の体験よりは依然として劣ります。音量を調整しようとしてつまみを強く回したら、ラジオのチャンネルが高速に変わっている、という状況が起こり得ます。
見ずに操作するには、つまみの状態を頭の中に常に保持しておかなければならないわけで、視線を外さない操作が最終目標であるべきです。アナログではそれが可能でした。
誰かが認知負荷がほとんどなく、学びやすく慣れやすい設計を出したとしても、「新しく、さらに新しく、革命的で、破壊的でなければならない」という圧力のせいで、新車を買うたびに強制的に学び直すことになるでしょう。
20年ものの車を買い替えるのは怖いですが、結局はそうしなければなりません。Hyundai のひどい電子化、安全上の問題、腐敗や不信頼の域に達した最適化、サブスクリプションのような販売上の敵対性、吐き気がするデザインまで考えると、公共交通の充実した都市や国に移るほうが、自分にとっても環境にとっても得かもしれません。抜け落ちるケースはタクシーやレンタカーで補えばよく、自動車中心社会は住みやすい場所ではありません。
SmartKnob の作者です。これが数年にわたって、これほど多くのユーザー体験に関する議論を生み出してきたことに毎回驚いています。
もともと共有したプロトタイプとデモで少し残念だった点は、押し込み動作と画面をモード型メニューインターフェースとして使ったことです。画面はデモ動画では格好よく見えますし、スマートホームの制御パネルのようにユーザーの注意を完全に受けられるインターフェースにはよく合います。
しかし実際の潜在力は、触覚フィードバックそのものと、メニューではなく特定のモードへ直接切り替える専用ボタンを組み合わせる方向に、より大きいと考えています。例えば、触覚フィードバックを動画タイムラインのジョグツールに使った後のデモがあります: https://youtu.be/J9192DfZplk
完全にソフトウェアで変更できる画面は、車内体験の「新時代」というより、高度にカスタマイズ可能だが非常に複雑な設定制御の v0.1、つまり怠惰な最初の実装のように感じられ始めています。この設計はその概念をさらに磨く方向に近く見えるので、称賛したいです。
運転中に必要な「見ない操作」には、まだ完全には十分でないかもしれないという点には同意しますが、多くの用途でははるかに高級で洗練されたインターフェースです。メインメニューの選択肢を5つに制限するだけでも、10個のボタンを1つのつまみに減らせます。
触覚フィードバックだけを使う部分に関連して、Surface Dial と比較してみたのか気になります。あれはもっと一般に広まると思っていましたが、立ち消えになったようです。
アートや映像分野のメディア関係者の一部に好まれているだけでなく、宇宙を舞台にした有名なSF映画とシリーズで操縦席の椅子の上に登場した点も目を引きます。
アナログ入力と出力を持つスマート機器がもっと増えてほしいです。Ambient Technologies は何かをつかみかけていた感じがしますが、期待されていた市場適合性は結局見つけられなかったようです。
ここに投入された作業とインテリジェントな機能は興味深いが、気になる点もある
第一に、つまみを2つに減らそうとした結果、それぞれがマルチモードになっている。そうなると筋肉記憶の利点がかなり失われ、操作中に手で一部隠れてしまう小さな画面を見なければならない。触覚フィードバックは現在のモードを見ずに把握する助けにはなるかもしれないが、目を道路に向けたまま使うには覚えることが増え、シンプルさの利点を損なう可能性がある
第二に、触覚フィードバックが手袋をした状態でも機能するのか疑問だ。感じ取れるのか、タッチを検出できるのか分からない
最近の手動エアコンもたいていはつまみ3つなので、ここで提示されている2つと大差はなく、手を伸ばすたびに常に同じことをする。ユーザーが見ずにインターフェースに慣れるまでどれくらいかかるのかが心配だ。指で隠れない大きな画面でフィードバックを出すほうが利点があるかもしれない
それでも、クリック感（detent）をどうプログラムするかなど、ユーザーインターフェースの一貫性に関する優れた研究ではある
論理的な配置は、ダイヤルの周囲に円グラフのようにボタンを置くことだ。そうすれば見なくても非常に探しやすい。ボタンをダイヤルの下に置けば、手が画面を隠さず、表示装置を明確なモードインジケーターとして使うこともできる
運転席のヘッドアップディスプレイに表示を複製することもできる。やはり多少は注意を引くが、例えば運転者が触れているときだけ速度計の中央を一時的に埋める方式なら、インフォテインメントパネルを見るために首を向けるよりはずっと気が散らない
手袋の問題は心配する必要がない。物理的なつまみで、モーターが回転力に抵抗をかける構造なので、手袋をしていてもまったく問題ない
自動車の操作系の設計は簡単だ。エンジニアたちが100年にわたって精度と人間工学のために磨き上げてきた要素を持ってきて、それをインダストリアルデザインの学位を持つ人に渡す。するとその人が全部捨ててピカピカしたものを作り、その結果、Anton Yelchinのような人たちが死ぬことになる
AWSのユーザーインターフェースは10年間で大きく変わっていないのに、その間に少なくとも3回は再設計され、誰の得にもならなかった
大企業は有料ユーザーには長期サポート版のユーザーインターフェースを提供し、ユーザー体験チームが他人のワークフローを壊すのはオプトイン方式でだけやらせればいいのにと思う
物理操作系で見落とされがちな特徴の一つは、車内にアイデンティティと体験を与えることだ
車に夢中になって育った頃、ブランドごとに室内をどう配置しているのかを見るのが好きだった。例えば2000年代のVolvoは、空調の送風口選択に、座っている人の形をしたかなり大きな図を使っていた
それに自分の頭の中では、3000ポンドを超える物体なら、何かを実際に押したり動かしたりしてカチッという音を聞く物理的な要素が当然あるべきだと思っている
巨大なタッチスクリーン数枚とタッチ操作は、そうしたものをほとんど消し去ってしまう
個人的には、シンプルで壊れない非電動シートのほうが好みだが、自動化するなら素晴らしいインターフェースだ
根本的な問題は、自動車メーカーが常に使いやすさよりも新しいデザインを選ぶことにある。機能改善ではなく差別化のために部品を変える。Volvoの空調のようによく設計された操作系でさえ、次のマイナーチェンジで消えてしまう
さらに新しい問題は、ソフトウェアとユーザー体験に関して、すべての自動車会社が信じがたいほど無能だということだ。それは彼らの文化でも専門領域でもない。だからボタンが悪い、あるいは存在しないだけでなく、画面までも悪夢になる
自動車業界に深く染みついた考え方なので、おそらく簡単には変わらないだろうが、本当にやめるべきだと思う
年を取るほど、こうしたデザイナーたちが見落としているものの一つが老眼だと感じる。私のHondaは操作系がわりとまともだが、こういうつまみに付いているような小さな表示部は停車中でも非常に見づらく、夜間の運転中には不可能だ
アイコンが小さすぎる。最近の車の画面サイズを考えれば、つまみのためのスペースは十分あるのだから、それを使うべきだ
20代には見えるものを設計しているなら、自分の将来のためにも、たいていはよりお金も持っている大きな人口層のためにも投資すべきだ
[0] https://www.aoa.org/healthy-eyes/eye-health-for-life/adult-v...
自動車メーカーはこの人を雇ってインターフェースを作らせるべき。要点をよく理解している。運転中に頻繁に操作する機能にタッチスクリーンを使ってはいけないし、それは極めて安全ではない
たとえばJeepは最近、レッカー車が近くにいると魔法のように推論すると、けたたましい警告音とともにランダムな全画面警告を表示する趣味を見つけた。実際には、その後10分以内にレッカー車を見る確率は、良くても50%くらい
夜間運転3時間目、道路に自分ひとりだけなのに、突然「警報、世界が終わる」が出るようなもので、実にすばらしい
自動車メーカーが本当に嫌いだ。彼らにタッチスクリーンを使わせるべきではない。役に立つ可能性があるとしても、それをまともに使えるほど賢くないことを何度も証明している
自動車メーカーがショールームで車を格好よく見せることに最適化するなら、退屈な物理操作系より、派手なタッチスクリーンが勝つ
ほかのタッチスクリーンよりは良さそうだが、そもそもなぜタッチスクリーンが必要なのかわからない
Mazdaのようにタッチなしの画面を使う方式が気に入っているし、2004年式BMW X5でダッシュボード中央のダイヤルを回して温度を非常に細かく調整できる美しい操作のほうがもっと好きだ
温度を70度のような適当な値に合わせてから、顔や手に当たる風が暑すぎたり冷たすぎたりしたら、ただダイヤルを回せばいい。ほかの吹き出し口は引き続き70度で動作しながら、手元には暖かい風や冷たい風を同時に送れる。もちろん高速道路に合流する瞬間でも、この調整を一瞬でできる
2000年代初頭のBMW 5 Series、2004年式モデルでこの教訓を苦労して学んだ
画面ひとつを制御するジョイスティック風のノブが1つ、記憶が正しければiDriveがあり、空調や設定などすべてを処理していた。問題は、車両機能と完全に統合されたオールインワンシステムなので、より新しい、あるいはより良い純正システムに交換できなかった点だ
古くなっていく技術に閉じ込められ、画面やコンピューターが問題を起こし始めても簡単な解決策がなかった。安いボタン交換も、簡単なアップグレードも不可能だった
80年代のLandCruiserのような車と比べると、物理操作系は数十年後も動き続け、最悪の場合でもボタンやスイッチを小銭で交換すればいい。一方で現代車は、独自システムが故障した瞬間に旧式になる使い捨ての技術製品へと変わりつつある
だから数年前に新車を買うとき、Toyota LandCruiserを選んだ。今ではタッチスクリーンも入っているが、物理ボタンを使う点が、運転中に音楽を変えたり音量を調整したりするためにボタンを押すとき、大きな違いを生む
最近の新車はすべてカスタム統合システムなので、ヘッドユニット交換のようなことがずっと難しくなっている。たとえば古い車に新しいCarPlay対応のダブルDINヘッドユニットを入れるのはずっと簡単だが、最新車では難しいか不可能だ
多くのiDriveシステムは交換可能だが、安いeBay部品がどこから来るのかは少し心配になる
後期のiDriveは初期よりはるかに良くなっていて、私が車で使ったシステムの中ではおそらく最高だった。ところが今は巨大なタッチスクリーンへ行ってしまった。見た目は印象的だが、望んでいない
一番好きな車の操作システムはBMW iDrive回転ダイヤルだ
タッチスクリーンは、より細かな制御にアクセスする用途としては悪くない。だが、運転中に設定する必要がない機能に限定すべきだ
Teslaで曇り取りをオンにするには画面を3回タップしなければならず、その間、注意が画面に向いてしまう。ここではよくあることなのに。対してSubaruでは、今では筋肉記憶になったボタン1回で可能なので、Tesla方式は意味がない
こういう機能に物理操作系があるのが理想的だという点には同意するが、最近私をいら立たせるのはワイパー操作系がないことだけだ。Teslaがカメラではなくレインセンサーでワイパーを動作させていたなら、その問題も消えそうだ