日本の家電の「絶望的な使いづらさ」について

http://fum-s-tyle.com/japan-electrical-ui.html

これも古い記事なので今更なのだが、自分なりの考えをまとめておく。

記事の最初に出てくるのが洗濯機で、1台目ははっきり分からないが恐らく日立製、2台目は東芝製(写真に写っていた)だ。そして操作に関するツッコミが多数記述してある。以後、電子レンジ、エアコン、リモコン、…と同じように使い辛さが指摘されていく、また随時私案が提示されている、という内容だ。

最初に思ったのは、「自分とこの人は人種が違う」ということ。確かに使い辛さを感じることはあっても、2、3分あれば自分だったらだいたいその機械の流儀は分かる。上の写真でもそれほど困難は感じなかった。なのにこの人にとっては諦めるほど使い辛い。かくてUIとは難しいものか、と思い知らされた。

家電を設計しているのは当然家電に詳しい人だから、分からない人の気持ちが分からない。これはどんな機械やソフトウェアでも考えられることだ。だが、家電メーカーとてバカではない。自分の知る限り、大手の家電メーカーは、素人を呼んでマニュアルなしにいきなり操作させて、その戸惑う様子をビデオに録り分析する、などということは、ずっと昔からやっている。つまり、今の時点では(それでも一応だが)その操作体系には合理性はあるのだ。

この問題の本質は、実はUIではない。多機能すぎるところにある。機能が多ければ操作体系が複雑になるのは自然の理だ。洗濯機にしても電子レンジにしても、次々に新しい機能が出て、新しいボタンが増えて、それをどこに押し込もうかと奮闘した結果がそれなわけだ。

では機能を減らせば良いではないか。そうではない。機能を減らすと売値が下がる。売値が下がると利益も利益率も下がる。そうするともはや新しい開発はできない。ライバルに負ける。人を減らさなければならない。一方で消費者も新しい機能をありがたがる、つまりはカネを払ってくれる。結局、UIの使い辛さというのは、廻り回ってユーザが求めたものなのだ。

提案ではタッチパネルもあったが、既に世に存在しているものがなぜ採用されないか、合理的に考えれば分かる。効果(売上増)とパネルのコスト、UIの設計コストが見合わなければ採用されない、見合えば採用される、それだけだ。繰り返しになるがメーカーはバカではない。それが差別化要素になりコストが見合うと判断すれば、必ず採用する。

今までは合理的な解決策はなかったのだが、ここにきてUIを大幅に改善しつつも高機能にできる、という希望が見えてきている。AI、またAmazon EchoやGoogle Homeなどの音声UIの登場だ。これなら操作パネルはむしろシンプルになり、その代わり音声であれこれ聞いてくる。

何とか機能はどうしますかこうしますか、あるいは洗濯物を見て自動設定する、好みを記憶して(気を利かせて)機能を使い分ける、それが気に入らなかったらそう言えば次回から修正する、といったことが可能になる。

これなら機能をいくら増やしても複雑さを一定に押さえ、あまつさえその人のレベルに合わせて調整することも可能だろう。洗濯機なら水量や時間を細かく設定したがる人、機能を色々使いたがる人、逆にお任せの人と個性が出てきたとしても、先端機能を上手く使いつつ、UIはずっと同じ、音声のみだ。

究極のUIとは優秀な執事である、というのは、実は自分の中の格言!(^^)!なのだが、世の中はその方向に動きつつある。まずは家電で実現してほしいものだ。

エアコン設計にみる昭和的発想

http://d.hatena.ne.jp/Chikirin/20110521

ずいぶん昔の記事だし、ひところ流行ったらしいから、これに関するコメントや独自見解などは多数出ているものと思うが、そういうのを一切調べずに(・・;)自分なりに思っていることを描いてみる。

記事の概要は、分解掃除しにくいエアコンに対する不満だ。そして今のエアコンも、やっぱり分岐掃除はしにくい。記事にあったような、掃除ロボット付きエアコンの流れは今も健在だ。ただ残念なことに、それに対して海外の家電はシンプルで良い、という主張の中に、肝心のエアコンが入っていなかった。

では実態はどうかというと、海外のエアコンでもやはり分解掃除はしにくいものと思う。というのは、エアコンには巨大なフィンが不可欠だからだ。

エアコンで最も汚れやすいのはフィン、つまり熱交換器だ。熱交換器は、空気に触れる面積が大きいほど効率が高いから、薄い金属の板を何層にも重ね、隙間に風が通るようになっている。その形状の複雑さが、同時にホコリも溜まりやすい原因にもなっている。ホコリがたまれば湿気を呼び、湿気がカビを呼び、臭くなる。掃除したいのはこのフィンの間だ。

分解掃除をするには、このフィンを取り外す、ということになる。だがこのフィンは、エアコンの熱交換のためのものなので、当然冷媒が流れている。金属パイプがフィンを縦横に這っているため、このパイプをフィンから外すことは非常に困難だし、もし外せるように作ると熱効率が悪くなってしまう。

パイプごとフィンを外すということも考えられるが、その場合はパイプから冷媒を抜き取る必要がある。これにはエアコン取付工事と同等の資格と作業が必要だ。ここを機械化することも考えられるが、当然そのためのタンクや残ガス検知、弁、ポンプなどが追加で必要になり、価格を押し上げると共に、完全に抜き取るのは原理的に不可能だから、冷媒の補充も必要になる。

つまり、技術的な視点で見ると、「不可能ではないが高額ないしは低効率になる」という結論になる。ちなみに、事前にフィルターをかませばよいではないか、ホコリのつきにくい素材にすればよいではないか、などというものは、もう全てやっている。そんな中でも、先日日立が発表した凍結洗浄は、なかなかぶっ飛んだ技術として評価したい。

もしこの先があるのなら、自分なりに考えがあって、それは「全てを室外機でやってしまう」というものだ。屋内には空気の出入り口だけを作っておき、熱交換を室外機の中だけで行う。フィンは室外機の一番下に置き、洗浄したらその液はそのまま下に流れ出すような構造にする。多くの場合はベランダなどに置くだろうから、フィンを高圧洗浄しても問題ないし、腐食性の洗剤(例えば塩素剤)でドブ漬けするのも可能だ。

他にも、掃除の外注もやりやすくなる(素人でも可能で料金も下がる)、室外機一台で複数の部屋に対応できる、あるいは吹き出し口を一部屋の中でも多数に設置することで温度を平均化できる、などのメリットも出る。価格もそう変わらないものと思う。ひとつ検討してみてはどうだろうか。

USB-Cへの不満と解決策の提案

USBの端子が最初にお目見えしたとき、ガッカリした記憶がある。

USB以前のインターフェースと言えばRS-232CだったりパラレルポートだったりSCSIだったりと、とにかくコネクタが大きく、また設定も大変だった。これが差すだけで自動情報交換してソフト的にもつながる、また電源も供給できる、というのが大きな期待だったが、出てきたコネクタは(確かに従来よりは小さいが)十分にデカく、上下の向きがほとんど同じで差し間違え易く、端子も前時代的で、無用に角ばっていて、無骨なものだった。
欧米主導で決められたのだが、国内では自分と同じような意見が多かった。もっと小さく、差し間違えない工夫が必要だ、というものだ。それで押し切られた後、miniUSBの規格が出てきたとき、それ見たことか、と思ったものだ。

その後microUSBが出てきたとき、miniと何が違うのかと戸惑った。今度のUSB-Cコネクタもそうだし、USB-PD周りの規格の混乱も著しい。オプションだらけでケーブルにも規定があり、どう組み合わせれば正しいのかがさっぱり分からない。

まず、裏表の差し間違い云々の話は、もう裏表だけの問題ではない。完全な丸穴にすべきである。ついでにテーパも付けて、磁石で吸い付くようにしてもらおう。イヤホンジャックより一回り大きく旧来のACアダプタより小さい、例えば4.5φの穴に差し込む形式にしておいて、電源以外は全て光でやり取りするようにすればすっきりする。周辺部は金属で電源、中央は光ファイバーだ。

ケーブルにもチップを内蔵することは最初から義務付け、プラグと機器の間みは外側の電源端子を通じて通信する。電源供給は交流としておいて、通信はこれを搬送波として使う。コネクタが刺さると、まず機器は電源を供給せずにチップとの通信を試みる。もし応答がなければ電源を供給して再度通信する。そしてケーブルへの電源供給の向きと量、最大通信速度を決めてから本来の通信プロトコルに入る。

また、電源供給不良や発熱の検知なども仕様として含むこととする。ケーブル両端での電圧降下、温度、通信速度を見ていて、本来の性能が出ていないときにはアラートを出すようにする。

プロトコルは相当複雑になるにしても、ケーブルにチップ内蔵を義務付ける(チップがないと通信できない)ことによって、ケーブルの不良による火事の危険などは避けられる。また、光ファイバーの質もチップに記憶されるので、機器とケーブルの組み合わせにおける最高の速度を提供できるし、エラーが多ければ自動で速度を落とすなど、自立的な制御も可能だ。

最初のネゴシエーションとその先の分岐に関してしっかりしたアーキテクチャがあれば、どんな通信でも可能だ。例えばUSBだけでなくLANも通せるし、電話線など公衆通信にも使えるだろう。例えば長距離では電源供給しない、なども選択できる。この場合、機器の電源はケーブルのコネクタ内チップへの電源供給だけに使われる。

USB-Cでも光ファイバーは議論されたらしいが、最初にUSBを制定したときに比べて最近のUSBはオプションだらけでぐだぐただ。コネクタを新しくする勇気があるなら、もっとユーザに親切で、長持ちする規格を作ってほしいものだ。

AIによる倒壊危険度予測

AIは今、いわゆるハイプカーブの流行期から減滅期に至る過程にあると思われる。あらゆるものにAIが試され、あるものは成功し、あるものは失敗する。そんな中で、「これに使えないか」というのが、タイトルの倒壊予測である。

仕組みは簡単で、既存の建物の耐震診断と同じだ。建物に微小な揺れを与えてその揺れを計測し、実際の大きな地震での損傷や倒壊の危険を診断するものだ。何が今までと違うかと言うと、その簡便性と、そこからくる対象だ。

この耐震診断では、建物の各所に加速度計をつけて、更には専用の振動機械を使って振動させる。このため診断には時間的にも費用的にもそれなりのものが掛かる。これは建築基準法やら保険やらに影響があるため、それなりに校正やら根拠やらも必要だから、コストが掛かるのは分かる。これに対し、あくまで精度は保証せず、その代わりに低コストで判定するようなジャンルのものが存在しても良いはずだ。狙うのはここの市場である。

これはさすがに無料とはいかない。大きな建造物をそれなりの強さで揺らすためには機械が必要だからだ。この機械をいかに安く作るかはひとつの課題だが、恐らくはアタッシュケースかキャリーカート程度に納まり、AC100V、1kW程度までで動く電動ないしは電動ポンプを介したエアー駆動、というのが最悪の目安で、できればハンディくらいがよい。

これの対象とするのは、木造の一軒家よりは小さい建造物で、代表的にはブロック塀だ。振動機を地面に置き、ブロック塀に振動部を押し当てて塀を揺らす。もちろんその強さはごく弱く、見た目では分からないほどだ。振動数を徐々に上げながら、その変形を見る。
ここで、どのように変形度を見るかが新しいところだ。ARKitやProject Tango、つまりスマホの3Dカメラで見て画像解析するだけ、とする。さすがに手持ちではキツかろうから三脚に立てるにしても、それだけだ。

振動機と画像のブロック塀変形の相関関係をAIで学習させることにより、振動が大きかった場合のブロック塀変形の程度をシミュレーションすることができる。この変形度が一定以上大きいとなると「危険」と判断する、というわけだ。

また、元データを使って、過去のさまざまな地震に対する耐性をシミュレーションすることもできるようになる。東北のどの地点と同等だとダメ、などというのも分かる。

振動機の位置によって結果が変わる懸念はあるが、地震学や物理学の見地から、どうすればよいかを研究することはできるだろう。振動機を当てる場所を複数にして総合的に診断する、などということも、研究が進めば考えられるだろうし、精度が一定以上出るのであれば、一軒家への適用にも道が見えるものと考える。

前面全画面化とカメラの位置

iPhone Xを見てみたが、上部中央の切り欠きがどうも気持ち悪い。ここについては好き嫌いが分かれそうだが、個人的には嫌いな方だ。一方でホームボタンがなくなったが、こちらはさして気にならない。画面が広くなっていけばボタンもなくなるという方向性は、容易に想像できたことだ。

何れはこの中央の切り欠きもなくなって、真の全面前面ディスプレイ化はなされるのだろう。そんなときにカメラやマイク、スピーカーはどこに行くのだろうか、考えてみた。

まずマイクとスピーカーだが、これについては画面自体を振動させる、及び振動を検知する、という方法が使えるだろう。ディスプレイの背面に圧電素子を付けておいて、素子ごと振動する、ないしは振動を検知する。音質はイコライザで補正すればよい。あるいは、前面の保護ガラス自体を圧電素子にするという考え方もできると思う。

圧電素子があることで、ボタンのタッチ感や押し込み感をある程度再現できるか。そうするとホームボタンの復活もあり得るし、もっと進んで全画面どこでも押し込み感のあるボタンを配置することもできるかもしれない。

問題は、その振動によってディスプレイ素子の品質や耐久性に影響を与えないかどうかだが、少なくとも電話をしているときにのみ使うようにすれば問題あるまい。それ以外では、背面などにスピーカーとマイクを付けておいてそちらを使えばよい。

カメラは、まずカメラを上の左右二つに付けて画像合成して、正面の絵をリアルタイムで作る。もはや本物とはいえないが、画像フィルタだと言い張ればよい。

もうひとつ、撮像素子を表示素子と並べて配置するという方法が考えられる。これは「レンズなしカメラ」と同じ発想のもので、背後で計算が必要だ。だが原理的には既に可能なもので、後は実装に係わる研究だけでよい。

こう考えると、前面全面ディスプレイ化は実現可能なように思える。ハードルは予算と根気と情熱、ということになるのだろう。引き続きAppleの努力と業界の牽引を期待する。

vCardカード

簡単に言えば、住所氏名電話番号をQRコードで書いただけのカードである。これをコンビニのキヨスク端末などで発券できるようにしておく。クレジットカードサイズで、紙ないしは昔のテレホンカードのような、ペラペラのPET樹脂製などで十分だ。

QRコードには別にURLなどが書いてあるわけではなく、カードに書いてある文字列がそのまま入っている。スマホのカメラなどで読み込めば、ネット接続していなくても文字列を入手できる。vCardは電子名刺の規格なので流用させてもらったが、業界で統一するなら他のものでもよい。

これで何をするかといえば、宛先表記である。宅配伝票ないしははがきなどを機械に差し込んで、宛先と送り主各々のカードを機械にかざせば、綺麗に印刷されて出てくる。ただこれだけだ。

この機械をコンビニや郵便局などに設置しておく。荷物を出すときやはがきを出すとき、自宅でプリンタとコンピュータを相手に格闘せずとも綺麗な印刷ができる。年賀状など大量に出すときに、差出人を記憶しておいて、連続的に宛先カードを取り込んで印刷を続ける、などもできる。

ユーザにもそれなりのメリットがあるが、宅配業者や郵便局側としてもメリットがある。それは「汚い字の判別エラー」がゼロにできることだ。印刷した時点で、例えばはがきなら住所バーコードを印刷してしまうことができる。これなら人手を介さずとも間違うことなく先方に届けられる。宅配業者にも似たようなエリアコードがあるが、印刷と同時にエラーチェックもできる。

もちろん本来の名刺交換にも使えるわけだが、これを使っている人を見たことがない。仕掛けは簡単なのだから、もっと普及してもよさそうなものだ。例えば年賀状に仕込んで、名刺サイズに剥がせるような仕掛けにしておいて、一方でスマホやPCのカメラからGoogle連絡先にそのまま登録できるように、連絡先ソフトやQRコードリーダーを改良してみてはどうかと思う。

店舗の場合は、vCardよりもGoogleマップやぐるなびのURLを登録しておいた方が有利かもしれない。

アルゴンビーズ断熱材

真空断熱材の解説記事を見るたびに思うことが幾つかある。

真空断熱材の面積は広くとれない。これは、芯材をアルミパウチで挟んで空気を抜く、という作り方でやる以上、芯材の大きさをあまり大きくできないからだ。大きくすると空気が抜けにくく、また穴が開いたときの被害が大きくなる。

そしてその周辺部は当然、アルミパウチ同士が圧着されており、ここの断熱性はない。ここの面積を小さくすることはやはりできない。しっかり芯材同士を離しておかないと、圧着が破れてやはり被害が広がるからだ。また、厚さも厚くはとれない。芯材を厚くするとつぶれ易くなり、厚さを保つのが難しくなるからだ。

このため、小さい面積の芯材を、比較的広い面積の圧着部が取り囲むような構造になる。芯材のある部分は確かに断熱性が高いが、周りの圧着部の面積が相対的に広く、また圧着部は金属であり熱を通しやすい。これではあまり意味がないのではないか。

これに対して提案したいのが、アルゴンビーズ断熱材だ。

空気に対して比較的断熱性が高いアルゴンを閉じ込めた中空ビーズを多数生成する。これを型に入れ、加熱しながら圧縮して板状にする。以上でお終いだ。

中空ビーズは既に工業製品として存在しており、断熱用フィラーとしても使われている。この中空ビーズの中身をアルゴンにするだけだ。作成時にアルゴン気中で作れば自然とそうなる(調整は必要だろうが)。アルゴンは空気に比べれば高いが、気体としては比較的ありふれており、電球などにもよく使われる。ガラスを扱う業者なら普通に買ってこれるだろう。

ビーズ内の気圧を大気圧より高くしておくと、ビーズは膨らむ方の圧力を受ける。これは断熱材の形状維持(潰されないようにする)に役立つ。また、アルゴン気中で作れば、ビーズとビーズの隙間もアルゴンであり、成型時の圧縮でここも密閉される。

真空断熱材と違ってカットも釘打ちも可能で、ウレタンフォーム代替として使える。しかもウレタンフォームなどより薄くできる。重ねることが可能、端まで断熱できる、などの特徴も、ウレタンフォームと同等だ。

ビーズを何で作るかにもよるが、もしガラスで作れるのなら、外壁材として考えてみても面白い。ウレタンフォームと違ってかなり硬く作れるだろうし、耐候性も期待できる。意匠的にも面白いものになりそうだ。

問題は製造法と価格で、アルゴンビーズ自体、上手く作れるかどうか、また幾らくらいになるのかが不明だ。値段は当然ウレタンフォームより高くなるだろうが、価格上昇と断熱性能の比が適切でなければ普及しない。