ジョイスティック
ビデオゲームのジョイスティックの可能な要素: 1. スティック、2. ベース、3. トリガー、4. 追加ボタン、5. オートファイア スイッチ、6. スロットル、7. ハット スイッチ (POV ハット)、8. 吸盤。

ジョイスティックは、フライトスティックとも呼ばれ、ベース上で回転するスティックで構成され、その角度または方向を操作対象デバイスに伝える入力装置です。操縦桿とも呼ばれ、多くの民間航空機および軍用航空機のコックピットにおいて、センタースティックまたはサイドスティックとして主要な制御装置として使用されています。操縦桿には、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様々なスイッチが搭載されています。

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状態を読み取ることができる押しボタンを備えています。現代のビデオゲーム機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、水中無人機、車椅子、監視カメラ、無旋回半径芝刈り機などの機械の操作にも使用されます。指で操作する小型の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。

航空

ジョイスティックが見えるグライダーのコックピット

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 ]

起源

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＝ペルテリーが由来だと考えられている。[ 2 ]また、ロバート・ロレーヌ、ジェームズ・ヘンリー・ジョイス、A・E・ジョージというパイロット仲間もこの名称を主張している。オックスフォード英語辞典には、ロレーヌが1909年にポーのブレリオの学校で飛行を学んだ際の日記に「ジョイスティック」という用語を使用したと記載されている。ジョージは先駆的な飛行家で、1910年に同僚のジョブリングと共にイギリスのニューカッスルで複葉機を製作、飛行させた。ジョージとジョブリングの航空機の操縦桿は、イギリスのニューカッスル・アポン・タインの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、実際にはロレインによるものと考えられている。彼がこの装置を発明したわけではないが、この用語の使用が最も古いことは知られている。

電子ジョイスティック

歴史

電気式2軸ジョイスティックは、アメリカ海軍研究所（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（米国特許第1,597,416号）。[ 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開発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述べています。「私の制御システムは、特にパイロットのいない航空機の操縦に適用可能です。」[ 5 ]

ドイツ人は1944年頃に電気式の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ヘンシェル Hs 293と、動力なしの先駆的な精密誘導兵器フリッツ-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、ケール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操縦す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/オフスイッチがあった。Hs 293とフリッツ-Xは両方ともFuG 230 Straßburg無線受信機を内蔵し、ケールの制御信号を兵器の操縦翼面に送信した。同等のジョイスティックユニットは同時期に開発されたアメリカのAzon操縦可能兵器にも使用され、ヨー軸のみで厳密に横方向に兵器を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一人によって採用されました。そこでは、ドイツのロケット計画チームの一部が、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、ミサイルに送信しました。

ジェミニ計画のジョイスティック型ハンドコントローラのプロトタイプ、1962年

1960年代には、フィル・クラフト社が1964年に製造したKwik Flyをはじめとする無線操縦模型飛行機システムでジョイスティックが広く使用されるようになりました。現在は倒産したクラフト・システムズは、後にコンピュータ業界やその他のユーザー向けにジョイスティックを供給する重要なOEMサプライヤーとなりました。無線操縦飛行機業界以外でジョイスティックが初めて使用されたのは、ペルモビール社（1963年）などの電動車椅子の操縦装置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操縦装置として使用しました。例えば、月着陸船の試験モデルはジョイスティックで操縦されました。

多くの現代の旅客機、例えば1980年代以降に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」という形で飛行制御に新たな生命を吹き込まれました。これは、ゲーム用ジョイスティックに似たコントローラーですが、従来の操縦桿に代わる飛行制御に使用されます。サイドスティックは重量を軽減し、コックピット内の動きと視界を改善し、事故発生時には操縦桿よりも安全である可能性があります。

電子ゲーム

セガのMotoPolo （1968年）、ジョイスティック操作のアーケード電気機械ゲーム
CH Products Mach IIアナログジョイスティックはApple IIコンピュータ用です。小さなノブは（機械的な）調整用で、スライダーはセルフセンタリングスプリングと連動します。

1968年初頭、セガはMotoPoloをリリースしました。これは、ジョイスティックコントローラーを使用して、テーブルの上でミニチュアバイクを任意の方向に動かすアーケード電気機械ゲームです。 [ 8 ]同じ1968年に、ラルフ・H・ベアは、当時取り組んでいたゴルフゲーム用に、ジョイスティックハンドルにゴルフボールを搭載したビデオゲーム用ジョイスティックコントローラーの最初のプロトタイプを開発しました。[ 9 ] [ 10 ]

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』の一部としてリリースされました。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ました。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操縦し、画面に表示される接近する飛行機に向けます。飛行機が命中すると、爆発音とともに画面上で爆発のアニメーションが表示されます。[ 11 ] 1970年に、[ 12 ]このゲームはミッドウェイゲームによってSAMIとして北米でリリースされました。[ 11 ]

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た。[ 13 ]一方、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。[ 14 ] 1976年、タイトーは初期の一人称視点戦闘フライトシミュレーター『インターセプター』をリリースした。この作品で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って十字線で照準を定め、敵機を撃つことができた。[ 15 ]

Atari標準コネクタのコンピュータポート図：1.上、2.下、3.左、4.右、5.（ポットy）、6.発射ボタン、7. +5V DC、8.アース、9.（ポットx）。[ 16 ]

1977年のAtariビデオコンピュータシステム[ 17 ]用に開発されたAtari CX40ジョイスティックは、単一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、事実上のデジタルジョイスティック仕様でした。ジョイスティックは第一世代および第二世代のゲーム機ではコントローラとして一般的に使用されていましたが、1980年代半ばには任天堂エンターテイメントシステムおよびマスターシステムで馴染みのあるゲームパッドに取って代わられました。しかし、ジョイスティック、特にアーケードスタイルのものは、あらゆるゲーム機のアフターマーケットアドオンとして人気があり、現在もなお人気を博しています。[ 18 ]

1982年にトミーが発売したおもちゃのロボットアーム、アーマトロンは、デュアルアナログ制御ジョイスティックで動かされました。 [ 19 ]

1985年、セガのアーケード用サードパーソンレールシューティングゲーム『スペースハリアー』は、移動にアナログスティックを採用した。このジョイスティックはあらゆる方向への動きを検知できるだけでなく、押し込み量も測定できるため、プレイヤーキャラクターの移動速度はジョイスティックの押し込み量に応じて変化する。[ 20 ]

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ります。これはジョイスティックとノブを組み合わせたもので、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可能です。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方向の移動と銃の360度方向の両方を制御します。[ 21 ] [ 22 ]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怒り無双（1986年）で普及しました。[ 21 ] SNKは後にアーケードゲームゲリラウォー（1987年）でロータリージョイスティックコントロールを使用しました。 [ 23 ]

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、ポジショナルガンがあります。これはライトガンとは動作が異なります。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場所に取り付けられたアナログジョイスティックで、銃の位置を記録してプレイヤーが画面上で狙っている場所を決定します。[ 24 ] [ 25 ]アーケードガンゲームでよく使用され、初期の例としてはセガの1972年のSea Devil 、 [ 26 ]タイトーの1976年のAttack、[ 27 ]クロスファイア（1977年）、[ 28 ]任天堂の1978年のBattle Sharkなどがあります。 [ 29 ]

2000年代頃のSaitekのCyborg 3D Gold。スロットル、追加ボタン、ハットスイッチに注目してください。

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ました。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ました。ジョイスティックは、X-WingやWing Commanderといった宇宙飛行シミュレーターゲーム、そして「6自由度」3DシューティングゲームDescentのヒットにより、特に人気が高まりました。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] VirPil ControlsのMongoosT-50ジョイスティックは、他の多く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）のスタイルを模倣して設計されました。[ 35 ]

しかし、21世紀初頭から、このタイプのゲームの人気は衰え、現在では「死んだ」ジャンルと見なされており、それに伴い、ゲーム用ジョイスティックもニッチな製品になってしまった。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] NowGamerによるVolition Inc.のプロデューサー、ジム・ブーン氏へのインタビューで、彼はFreeSpace 2の売上が低迷したのは、ジョイスティックが「時代遅れ」になりつつあり、 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る」ため、売れ行きが悪かったためかもしれないと述べた。彼はさらにこう続けた。「例えば『ディセント』を制作していた頃は、ジョイスティックを使うのが当たり前で、『ディセント』はたくさん売れました。ちょうどその頃、『ウルフェンシュタイン』のようなキーボードだけのFPSではなく、マウスとキーボードを使うより現代的なFPSが登場した頃でした。」[ 36 ]

1990年代後半から、アナログスティック（親指で操作することからサムスティックとも呼ばれる）は、任天堂のニンテンドー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、[ 37 ]スティックのニュートラル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、[ 38 ]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3Dプログラマブルコントローラーを発表しました。これは、コンピュータゲームに統合され、フライトシミュレーションを体験できるものでした。この製品ラインは、着陸や航法に使用されているNASAのRHC（回転式ハンドコントローラー）のいくつかの機能を応用していました。[ 39 ]

1997年に、 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）を搭載した最初のゲーミングジョイスティックを製造しました。[ 40 ] Force FXジョイスティックと呼ばれるこの製品の後に、 Logitech社、Thrustmaster社などからも、Immersion社からのライセンスを受けてフォースフィードバックジョイスティックが続きました。[ 41 ] [ 42 ]

アーケードスティック

アーケードスティックは、家庭用ゲーム機やパソコンで使用する大型のコントローラーです。アーケード筐体のスティックとボタンの組み合わせ、特に複数のボタンが配置された筐体のスティックとボタンの組み合わせを採用しています。例えば、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ボタンレイアウトは、ゲーム機のジョイパッドでは快適に再現できないため、これらのゲーム向けにライセンス供与された家庭用アーケードスティックが家庭用ゲーム機やパソコン向けに製造されています。[ 43 ]

ハットスイッチ

ハットスイッチ – 上部、緑色

ハットスイッチは、一部のジョイスティックに搭載されている操作子です。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ために使われます。例えば、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が使用されています[ 44 ]。また、他のゲームでは、Dパッド の代替としてハットスイッチが使用されることもあります。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はDパッドに割り当てられます。

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。[ 45 ]

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。

カメラ

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ました。[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]

産業用途

近年、クレーン、組立ライン、林業機械、鉱山トラック、掘削機など、多くの産業・製造業においてジョイスティックの使用が一般的になっています。実際、ジョイスティックの需要は非常に高く、ほぼすべての現代の油圧制御システムにおいて、従来の機械式操作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）や遠隔操作潜水艇（ROV）では、機体、搭載カメラ、センサー、マニピュレーターのいずれかを制御するために、少なくとも1つのジョイスティックが必要です。

このような用途は操作性が高く、過酷な使用条件が伴うため、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ーよりも堅牢で、長寿命が求められる傾向があります。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サーが開発され、産業用ジョイスティックに採用されるようになりました。ホール効果技術を用いた産業用ジョイスティックは、複数の企業が製造しています。ジョイスティックの設計に用いられるもう一つの技術は、ひずみゲージを用いて力変換器を構築するもので、出力は物理的なたわみではなく、加えられた力に比例します。小型の力変換器は、メニュー選択機能のためのジョイスティックの追加操作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。

支援技術

スティーブン・ホーキング

補助技術ポインティングデバイスに分類される専用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マウスの代わりに使用するものです。これらのジョイスティックはゲームを操作するのではなく、ポインターを操作するものです。脳性麻痺などのアテトーゼ症状を持つ人にとって、標準的なマウスよりも握りやすいため、しばしば有用です。 [ 49 ]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疾患を持つ人々のために、小型ジョイスティックも提供されています。また、操作方法がシンプルで効果的であるため、電動車椅子の制御にも使用されています。[ 50 ]

非ヒト用途

豚専用に設計されたジョイスティック
豚専用に設計されたジョイスティック
使用時は左側のジョイスティック[ 51 ]

1996年、ある科学的研究により、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用いて画面上のポインターを動かすように学習できることが証明されました。アカ​​ゲザルは学習速度が著しく遅いものの、チンパンジーとアカゲザルはどちらも課題に対する「概念的知識」を一貫して示しました。[ 52 ]

2021年には、別の研究者2名が、鼻で操作できるジョイスティックを設計し、家畜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年のテスト基準である「運動能力または概念的獲得」の課題を完全には満たせなかったが、それでも「偶然の成果を著しく上回る」成績を収めた。注目すべきは、ブタは霊長類と比較して、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、ジョイスティックでターゲットを動かすには画面から目を離さなければならなかったため、更なる困難を経験したことである。[ 51 ]

参照

参考文献

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さらに読む

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