学研さんと「ジャイロセンサー」のヒミツについて調べてみました。

前回のおさらい

『ARMS』のように、手の動きをゲームの中に伝えるためにJoy-Conには「加速度センサー」と「ジャイロセンサー」という2種類のセンサーが搭載されています。前回はパンチのような直線的な動きを「加速度センサー」がゲームの中に伝える仕組みについて解説しました。今回はもうひとつのセンサー「ジャイロセンサー」について調べていきましょう。

ジャイロセンサーってなんじゃろ？

ジャイロセンサーも加速度センサーと同じく、モノの動きを調べることができるセンサーの仲間です。加速度センサーと違うところは、調べられるモノの動きの種類です。

加速度センサーは、モノのスピードが変化するときに発生する力（加速度）を調べることで、パンチなどの直線的な動きを調べることができるセンサーでした。しかし、回転する動きは加速度センサーでは調べることはできません。

ジャイロセンサーは、加速度センサーが苦手な「回転」の動きを調べることができるセンサーです。では、ジャイロセンサーは一体どのように回転の動きを調べているのでしょうか？加速度センサーのように「加速度」を調べているのでしょうか？

いいえ。それは違います。実はジャイロセンサーは「加速度」の代わりに、とある「不思議な力」を使って、どれくらい回転したか？ということを調べているのです。その「不思議な力」とは一体何でしょう？それを調べるのにとても役立つおもちゃがあります。

これです

みんな大好きハンドスピナーです！

一度回しだすとなぜかやめられなくなる、これまた不思議な魅力があるおもちゃですよね。今日はこのハンドスピナーの回転を利用して、ジャイロセンサーのヒミツを調べる実験をしていきたいと思います。ハンドスピナーをお持ちの方は、ハンドスピナーを回しながらこの記事を読んでみてくださいね。

回転が生み出す不思議な力

では早速ハンドスピナーを使って「不思議な力」を確かめる実験をしてみましょう。

実験1:
ハンドスピナーを回転させないで、左右に傾けて、手に伝わる感覚を調べます。

実験２:
ハンドスピナーを回転させて、手に伝わる感覚を調べます。

実験３:
ハンドスピナーを回転させた状態で、実験１と同じように左右に傾けて、手に伝わる感覚を調べます。

いかがでしたか？実験１と実験２では特に何も感じなかったのに、実験３のときだけ、何とも言えない不思議な感覚が伝わったのではないでしょうか？目に見えない不思議な力が指先に働いて、ちょっとだけ「ずらされている」ような、そんな感覚です。

どうやら、左右に傾けるだけや、ハンドスピナーの回転だけでは何も起きませんが、その２つが組み合わさると動きをずらそうとする不思議な力が働くようですね。しかも傾きが大きくなるほど不思議な力も大きくなるようです。

逆に言うと、不思議な力がどれくらい発生したか？ということを調べれば、ハンドスピナー全体がどれくらい回転したか（傾いたか）ということがわかりそうですね。これがジャイロセンサーの基本的な仕組みです。

実はJoy-Conの中でもこれと似たようなことが起こっているんです。Joy-Conの中にハンドスピナーは入れられませんから、代わりに、行ったり来たり同じ動きを繰り返すパーツが入っています。このパーツは規則正しく一定のリズムで動いているのですが、Joy-Conをひねったりして回転の運動が組み合わさると、これまた「不思議な力」が働きます。その結果、パーツの動きに微妙なずれが生じます。ジャイロセンサーは、このずれの度合いを調べることによって、どれくらい手が回転したのか？ということがわかるようになっているのです！

 『ARMS』で手の回転がゲームの中に伝わるのは、このようなジャイロセンサーの働きのおかげだったんですね！ 

ちなみに、Nintendo Switchで使われているジャイロセンサーは、こちらの映像のような3方向の回転を検知できるものが使われており、さらに加速度センサーと組み合わせることで、さまざまな手の動きをゲームの中に伝えることができるようになっています。

ところで、「不思議な力」の正体について気になる方もいらっしゃるかもしれませんね。先ほどの実験３で、ハンドスピナーを左右に傾けたときに感じる「不思議な力」は「ジャイロ効果」と呼ばれる現象によって発生する力になります。

ジャイロセンサーの中には、この「ジャイロ効果」を利用するものもあるのですが、Nintendo Switchで使われているジャイロセンサーは「ジャイロ効果」ではなく「コリオリの力」とよばれる不思議な力を利用しているんですよ。「コリオリの力」とは「ジャイロ効果」による力と同じように、回転によって生まれる不思議な力のひとつです。

このように、回転によって生まれる不思議な力は「ジャイロ効果」による力だけではなく、「コリオリの力」というものもあり、Nintendo Switchでは「コリオリの力」を利用しているというわけなのです。「コリオリの力」と「ジャイロ効果」に関して、もっとくわしく知りたい人は本やインターネットで調べてみてくださいね。

加速度センサー・ジャイロセンサーを使ったゲーム

さて、前回と今回の２回にわけて、Joy-Conがゲームの中へ手の動きを伝える仕組みについて説明してきました。なかなか難しいお話だったと思いますが、なんとなくおわかりいただけたでしょうか？

最後に加速度センサー・ジャイロセンサーを使ったNintendo Switchのゲームを紹介してお別れしたいと思います。

それでは！！