We propose a 3D-printed interface, CAPath, in which conductive contact points are in a grid layout. This structure allows not only specific inputs (e.g., scrolling or pinching) but also general 2D inputs and gestures that fully leverage the “touch surface.” We provide the requirements to fabricate the interface and implement a designing system to generate 3D objects in the conductive grid structure. The CAPath interface can be utilized in the uniquely shaped interfaces and opens up further application fields that cannot currently be accessed with existing passive touch extensions. Our contributions also include an evaluation for the recognition accuracy of the touch operations with the implemented interfaces. The results show that our technique is promising to fabricate customizable touch-sensitive interactive objects.

Sample 3D models

2次元のタッチ操作を可能とする 3Dオブジェクト


概要: スマートフォンやタブレット端末などの普及にともない,静電容量式タッチパネル上での導電性素 材を介したタッチ入力手法を用いたインタラクションが数多く提案されてきた.しかし,既存手法では導 電性素材が接触している特定の箇所においてタッチ入力を発生させるか,スクロールのような直線動作の タッチ入力を発生させることしかできず,単純な操作しか実現できなかった.本研究では 3D オ ブジェクト表面に配置した「導電性の点群」を介することでタッチ入力を発生させる手法を検討する.こ れにより,3D オブジェクト上で行われた操作をタッチパネル上に伝え,手書き文字入力やポインティング など自由自在な 2 次元のタッチ操作が行える.また本研究では提案した 3D オブジェクトのポインティングデバイスとしての性能評価を行い,その有用性を示した.


We propose the use of a 3D-printed object that a user can use as a 2-dimensional touch input area. Our technique can generate a continuous touch input by using “multiple conductive points” on the face of the 3D-printed object. This technique also enables a variety of touch operations on a 2D planar area (e.g., hand writing input, and pointing tasks). We describe an experiment that we conducted, involving a pointing task, to evaluate the performance of the 3D-printed object when used as a track pad.


  1. Kunihiro Kato, Kaori Ikematsu, and Yoshihiro Kawahara. CAPath: 3D-Printed Interfaces with Conductive Points inGrid Layout to Extend Capacitive Touch Inputs. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction (PACM HCI), Vol.4, ISS, Article No.193, (2020). (To be presented at ISS 2020) [DOI]

  2. 加藤 邦拓, 山中 祥太, 宮下 芳明. 2次元のタッチ操作を可能とする 3Dオブジェクト. 情報処理学会論文誌, Vol.59, No.2, pp.670–680, (2018). 【特選論文】[Link] [PDF]

  3. 加藤 邦拓, 山中 祥太, 宮下 芳明. 2次元のタッチ操作を可能とする 3Dオブジェクトのプロトタイピング手法. インタラクション2017 論文集, pp.77–86, (2017). 【ベストペーパー候補】[Link] [PDF]

  4. Kunihiro Kato and Homei Miyashita. 3D Printed Physical Interfaces that can Extend Touch Devices. In Adjunct Proc. of UIST 2016, pp.47–49, (2016). [DOI] [PDF]