特許 7331240 媒体を成形するシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-14

(45)【発行日】2023-08-22

(54)【発明の名称】媒体を成形するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A63G 31/00 20060101AFI20230815BHJP

   A63J 1/02 20060101ALI20230815BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20230815BHJP

   G03B 21/608 20140101ALI20230815BHJP

   G09F 9/37 20060101ALN20230815BHJP

【ＦＩ】

A63G31/00

A63J1/02

G03B21/00 D

G03B21/608

G09F9/37

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022503843

(86)(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-16

(86)【国際出願番号】 US2020043806

(87)【国際公開番号】W WO2021021770

(87)【国際公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-01-19

(31)【優先権主張番号】62/879,888

(32)【優先日】2019-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/702,145

(32)【優先日】2019-12-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511077292

【氏名又は名称】ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100210239

【弁理士】

【氏名又は名称】富永 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】ブラム スティーヴン シー

【審査官】池田 剛志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０７０３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５０７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０２５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３４３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１１６９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４１６４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６３Ｇ １／００－３３／００

Ａ６３Ｊ １／００－９９／００

Ａ６３Ｋ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
ベース上に配置された媒体と、
前記ベースに結合された複数のトランスデューサと、
前記複数のトランスデューサのうちの１つのトランスデューサに結合されたアクチュエータと、
コントローラであって、前記複数のトランスデューサの各個別トランスデューサが前記コントローラによって個別にアドレス指定可能であるように、前記複数のトランスデューサに通信可能に結合されたコントローラと、
前記ベース及び前記媒体に向かって画像を投影するように構成されたプロジェクタと、
を備え、
前記コントローラは、
フィードバックを受信し、前記フィードバックに基づいて、前記複数のトランスデューサの個別トランスデューサのうちの少なくとも幾つかを作動させて前記ベース上の前記媒体を移動させ、成形面を生成するように命令するステップと、
前記フィードバックに応答して、前記トランスデューサを前記ベースに対して相対的に移動させるように前記アクチュエータに命令するステップと、
前記フィードバックに応答して、前記媒体及び前記ベースに向けて前記画像を投影するように前記プロジェクタに命令するステップと、を行うように構成され、前記トランスデューサと前記アクチュエータと前記プロジェクタとが協働する、
システム。

【請求項2】

前記複数のトランスデューサの各個別トランスデューサは、作動時に、音響波、力学的波、又はこれらの何れかの組み合わせを生成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記システムの動作パラメータを決定するように構成されたセンサを備え、前記フィードバックが前記動作パラメータを含み、前記動作パラメータが、前記成形面の特性、前記ベースに加わる力、前記媒体の温度、前記媒体に加わる力、前記システムの動作時間、又はこれらの何れかの組み合わせのうちの１又は２以上を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記コントローラは、ユーザインタフェースを備え、前記フィードバックは、前記ユーザインタフェースから受信したユーザ入力である、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ユーザ入力は、前記媒体の直接動作を示す、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記媒体は、複数の粒状粒子、流体、又はこれらの何れかの組み合わせを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

システムであって、
ベース上に配置された媒体と、
前記ベースに結合された複数のトランスデューサであって、前記複数のトランスデューサの各トランスデューサは、前記媒体内に局所的な振動を引き起こすように作動されるように構成されている、複数のトランスデューサと、
前記ベース及び前記媒体に向かって画像を投影するように構成されたプロジェクタと、
前記複数のトランスデューサ及び前記プロジェクタと通信可能に結合されたコントローラと、
を備え、前記コントローラが、
前記システムの動作パラメータを示すフィードバックを受信するステップと、
前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも一部のトランスデューサに対して、前記フィードバックに基づいて前記複数のトランスデューサのうち前記少なくとも一部のトランスデューサを作動させ、前記ベース上の前記媒体から成形面を生成するよう命令するステップと、
前記フィードバックに応答して、前記媒体及び前記ベースに向けて画像を投影するように前記プロジェクタに命令するステップと、
を行うように構成され、前記複数のトランスデューサの各トランスデューサと前記プロジェクタとが協働する、システム。

【請求項8】

前記フィードバックは、前記媒体のプロファイルを示すものであり、前記コントローラは、前記プロファイルに基づいて前記画像を前記成形面と位置合わせするために、前記ベースに向かって前記画像を投影するように前記プロジェクタに命令するよう構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記フィードバックは、前記複数のトランスデューサの予めプログラムされた動作と前記プロジェクタの予めプログラムされた動作との組み合わせのユーザ選択を含み、前記コントローラは、前記ユーザ選択に応答して、前記複数のトランスデューサの各トランスデューサに特定の波を放出するように命令し、前記プロジェクタに特定の画像を前記媒体及び／又は前記ベースに向けて投影するように命令するように構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

前記媒体及び／又はベースに向けて前記画像を投影することは、前記媒体の露出面に前記画像を動的にマッピングすることを含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項11】

前記ベースの周囲の少なくとも一部と接触して囲むバリアを備え、前記複数のトランスデューサのうちのトランスデューサが、前記バリアに対して配置される、請求項７に記載のシステム。

【請求項12】

前記複数のトランスデューサは、第１の波を放出して第１の振動を引き起こすように構成された第１のトランスデューサと、第２の波を放出して第２の振動を引き起こすように構成された第２のトランスデューサと、を備え、前記コントローラは、前記第２のトランスデューサによって放出された前記第２の波と干渉するように、前記第１のトランスデューサに前記第１の波を放出するよう命令するように構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項13】

前記媒体内に配置された小道具を備え、前記フィードバックは、前記ベースに対する前記小道具の目標位置を示し、前記コントローラは、前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも一部のトランスデューサを作動させて、前記小道具を前記目標位置に向けて移動させるように命令するように構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項14】

システムであって、
ベースと、
前記ベース上に配置された媒体と、
前記ベースに結合された複数のトランスデューサであって、前記複数のトランスデューサの各トランスデューサは、前記媒体内に局所的な振動を引き起こすように作動されるよう構成されている、複数のトランスデューサと、
ユーザインタフェースと、
前記複数のトランスデューサ及び前記ユーザインタフェースに通信可能に結合されたコントローラと、
前記ベース及び前記媒体に向かって画像を投影するように構成されたプロジェクタと、
を備え、前記コントローラは、
前記ユーザインタフェースから、前記システムの動作パラメータを示すフィードバックを受信するステップと、
前記フィードバックに基づいて前記複数のトランスデューサのうち少なくとも一部のトランスデューサを作動させて前記媒体を移動させ、前記ベース上に成形面を生成するように命令するステップと、
前記フィードバックに応答して、前記媒体及び前記ベースに向けて画像を投影するように前記プロジェクタに命令するステップと、
を行うように構成され、前記複数のトランスデューサのうち少なくとも一部のトランスデューサと前記プロジェクタとが協働する、
システム。

【請求項15】

前記フィードバックは、前記ベースに対する前記複数のトランスデューサのうちのトランスデューサの選択された配向、前記複数のトランスデューサのうちのトランスデューサによって放出される選択された波、前記複数のトランスデューサのうちのトランスデューサの選択された予めプログラムされた動作、又はこれらの何れかの組み合わせを示すものである、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記コントローラは、前記システムのアクチュエータに、前記複数のトランスデューサのうちのトランスデューサを前記ベースに対して相対的に移動させるように駆動することを命令するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。

【請求項17】

前記ユーザインタフェースは、タッチスクリーン、コンピュータデバイス、ディスプレイ、ジョイスティック、スライダー、ノブ、スイッチ、ボタン、又はこれらの何れかの組み合わせを含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項18】

前記複数のトランスデューサの個別トランスデューサを互いに又は前記ベースから少なくとも部分的に分離する１又は２以上のダンピング構造を備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項19】

前記フィードバックは、前記システムのセンサから送信され、前記センサは、前記媒体の動作パラメータを検出するように構成され、前記センサは、位置センサ、圧力センサ、モーションセンサ、イメージセンサ、音響トランスデューサ、赤外線放射計、又はこれらの何れかの組み合わせである、請求項１４に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２０１９年７月２９日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＴＯ ＣＯＮＴＲＯＬ ＧＲＡＮＵＬＡＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬ」と題する米国仮出願第６２／８７９，８８８号からの優先権及びその利益を主張するものであり、あらゆる目的で引用により全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

（技術分野）
本開示は、一般に、プログラム可能な３次元特殊効果を生成するためのシステム及び方法に関し、具体的には、粒状粒子を用いて特殊効果を生成する技術に関する。

【背景技術】

【0003】

このセクションは、本開示の様々な態様に関連する可能性がある技術の様々な態様を読み手に紹介することを意図している。ここでの議論は、本開示の様々な態様のより良い理解を容易にする背景情報を読み手に提供するのに役立つと考えられる。従って、これらの記載は、先行技術の自認ではなく、この観点に照らして読まれるべきであることに留意されたい。遊園地及び他の娯楽施設全体にわたり、特殊効果を使用して、乗り物や又はトラクションの体験にゲストを没入させるのを助けることができる。没入環境は、３次元の小道具及び大道具、ロボット又は機械要素、及び／又はメディアを提示する表示面を含む。没入環境は、オーディオ効果、スモーク効果、及び／又はモーション効果を含むことができる。このように、没入環境は、動的要素と静的要素の組み合わせを含むことができる。しかしながら、没入環境の設置は複雑であり、没入環境の特定の要素は、新しいナラティブ（ｎａｒｒａｔｉｖｅ）を組み込むために更新又は変更することが困難である。最近の乗り物アトラクションはますます洗練されて複雑化しており、テーマパーク又はアミューズメントパークの利用客の間での期待もこれに応じて高まっており、より複雑な没入環境を有する乗り物アトラクションを含む、より改良されより創造的なアトラクションが望まれている。

【発明の概要】

【0004】

本明細書で開示される特定の実施形態の概要を以下に示す。これらの態様は、単に読み手にこれらの特定の実施形態の概要を提供するのに提示されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。実際に、本開示は、以下に記載されていない様々な態様を包含することができる。

【0005】

一実施形態では、システムは、ベース上に配置された媒体と、ベースに結合された複数のトランスデューサと、複数のトランスデューサの各個別のトランスデューサがコントローラによって個別にアドレス指定可能であるように、複数のトランスデューサに通信可能に結合されたコントローラと、を含む。コントローラは、フィードバックを受信し、フィードバックに基づいて、複数のトランスデューサの個別トランスデューサのうちの少なくとも幾つかを作動させてベース上の媒体を移動させ、成形面を生成するように命令するように構成されている。

【0006】

一実施形態では、システムは、ベース上に配置された媒体と、ベースに結合された複数のトランスデューサと、ベースに向かって画像を投影するように構成されたプロジェクタと、複数のトランスデューサ及びプロジェクタに通信可能に結合されたコントローラとを含む。複数のトランスデューサの各トランスデューサは、媒体内に局所的な振動を引き起こすように作動されるように構成され、また、コントローラは、システムの動作パラメータを示すフィードバックを受信し、フィードバックに基づいて、複数のトランスデューサのうちの少なくとも一部のトランスデューサを作動して、ベース上の媒体から成形面を生成するように命令し、フィードバックに応答して、媒体及び／又はベースに向かって画像を投影するようにプロジェクタに命令する、ように構成されている。

【0007】

一実施形態では、システムは、ベースと、ベース上に配置された媒体と、ベースに結合された複数のトランスデューサと、ユーザインタフェースと、複数のトランスデューサ及びユーザインタフェースに通信可能に結合されたコントローラとを含む。複数のトランスデューサの各トランスデューサは、前記媒体内に局所的な振動を引き起こすように作動されるよう構成され、また、コントローラは、ユーザインタフェースからシステムの動作パラメータを示すフィードバックを受信し、フィードバックに基づいて複数のトランスデューサのうち少なくとも一部のトランスデューサを作動させて媒体を移動させ、ベース上に成形面を生成するよう命令するように構成されている。

【0008】

本開示のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体を通じて同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更に理解できるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一態様による、成形面を形成するための粒状粒子のレイアウト、配向、又は位置決めを生成及び制御するように構成された制御システムの一実施形態の上面図である。

【図2】本開示の一態様による、粒状粒子の移動を引き起こすためにエネルギーを放出するトランスデューサを有する制御システムの一実施形態の側面図である。

【図3】本開示の一態様による、粒状粒子を特定のプロファイルに配向させて成形表面を形成するようためにトランスデューサを作動させる制御システムの一実施形態の側面図である。

【図4】本開示の一態様による、粒状粒子、成形面、トランスデューサ、アクチュエータ、及びプロジェクタを有する制御システムの一実施形態の概略図である。

【図5】本開示の一態様による、ユーザ入力を受信するように構成された異なるユーザインタフェースを有する制御システムの一実施形態の概略図である。

【図6】本開示の一態様による、制御システムによって形成された粒状表面上にユーザを配置することができる、制御システムの一実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下で、１又は２以上の具体的な実施形態について説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴については説明しないことにする。何れかの技術又は設計プロジェクトと同様に、このような何らかの実際の実施構成の開発において、システム及びビジネスに関連した制約への準拠など、実施構成毎に異なる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、多数の実施時固有の決定を行う必要がある点は理解されたい。更に、このような開発の取り組みは、複雑で時間を要する可能性があるが、本開示の利点を有する当業者にとっては、設計、製作、及び製造の日常的な業務である点を理解されたい。

【0011】

本発明の種々の実施形態の要素を導入する際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、要素の１又は２以上が存在することを意味するものとする。用語「備える」、「含む」、及び「有する」は、包括的なものであり、記載した要素以外の付加的な要素が存在し得ることを意味する。本発明の１つ又はそれ以上の特定の実施形態について、以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴については説明しないことにする。何れかの技術又は設計プロジェクトと同様に、このような何らかの実際の実装の開発において、システム及びビジネスに関連した制約への準拠など、実装毎に異なる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、多数の実装時固有の決定を行う必要がある点に留意されたい。更に、このような開発の取り組みは、複雑で時間を要する可能性があるが、本開示の利点を有する当業者にとっては、設計、製作、及び製造の日常的な業務である点に留意されたい。

【0012】

本開示は、プログラム可能で動的な３次元（３Ｄ）効果を形成するために、成形された粒状材料などの媒体を利用するシステム及び方法に関する。一実施形態では、開示された成形粒状材料の効果は、アミューズメントパーク又はテーマパークなどの娯楽施設内で提供される。従って、成形された粒状材料を用いて、アトラクション又はショーの中で３Ｄオブジェクト（表面、小道具要素、テクスチャ、その他）を生成することができる。更に、成形された粒状物質の効果は、全体の没入環境の一部として移動又はシフトして、より複雑な環境キューを生成し、ゲストを没入させる一助とすることができる。別の例では、システムは、インタラクティブ・ディスプレイ・スクリーンとして実装することができ、成形粒状材料は、より現実的又は強化された画像を生成するために画像を投影できる曲線輪郭を形成することができる。本開示の実施形態は、オペレータ入力に基づいて、粒状粒子を特定の成形プロファイル又はパターンに移動させることができるシステムを含む。粒状材料は、粒状粒子から形成することができる。粒状材料は、凝集材料とすることができる。本明細書で使用する場合、粒状粒子は、砂、砂糖、塩、金属粉、ポリスチレン、発泡体、アクリルビーズ、おがくず、ガラスミクロスフェア、他の適切な粒子、又はこれらの何れかの組み合わせなど、何れかの適切なサイズの粒子を含むことができる。粒状粒子は、異なるタイプ（サイズ、材質）の粒子を含むことができ、同種（同じタイプ）の粒子とすることができる。粒状粒子は、特定のイリュージョンを高めるために、蛍光性又は反射性などの光学的特性に基づいて選択することができる。更に、本開示では主に粒状粒子の操作について述べているが、他の実施形態では、このような流体（例えば、気体、液体、ゲル）などの別の媒体を使用し操作してもよい。

【0013】

粒状粒子は、可鍛性があり容易に交換可能な没入環境の表面を提供することができる。しかしながら、粒状粒子を使用してスタンディング構造及び特定の所望の曲線輪郭又はプロファイルを達成することは複雑である。このため、ユーザが定義した方法で粒状粒子を自動的に移動及び配置することで、様々なプロファイルへの粒状粒子の形成を向上させることが可能になる。本開示の実施形態によれば、システムは、表面に配置された粒状粒子を有することができる。システムはまた、粒状粒子の振動を引き起こす役割を果たす、１又は２以上の個別にアドレス指定可能なトランスデューサ（例えば、音響トランスデューサ）を含む。各トランスデューサは、トランスデューサによって放出される全波の複合効果が粒状粒子を所望のプロファイルに移動させるように、特定の方向に特定の特性を有する、エネルギー（例えば、音響波、力学的波、圧力波を介して）を放出するように制御することができる。

【0014】

一実施形態では、トランスデューサは、粒状粒子の振動を引き起こす。開示された配置は、粒状粒子がプレートのノードに達するような単一の振動プレートを通して振動を伝達するキネティックテーブルなどのシステムとは対照的とすることができる。一実施形態では、粒状粒子を保持しトランスデューサが結合される容器又はベースは、トランスデューサの各々によって引き起こされる振動がベース自体を介して伝達されないか又はベースを介した制限された伝達を有するように内部減衰面を含むことができる。これにより、各トランスデューサによって引き起こされる粒状体への局所的且つ予測可能な振動効果が、ベース全体の振動により混同されたり又は著しく希釈されたりしないようにすることができる。別の実施形態では、トランスデューサがベースの局所的な振動を直接引き起こし、各トランスデューサの駆動信号により決まる量だけベースが振動するようにすることができる。この振動は、それぞれのトランスデューサの発生する各放出の特定の特性に基づいて、粒状粒子が互いに及び／又はベースに対して様々な位置又は方向に移動させることができる。また、振動を持続させることで、粒状粒子の位置を維持し、所望のプロファイルを維持することができる。振動を引き起こすためのトランスデューサの構成は、これに応じて粒状粒子を移動させるために、所望のプロファイルに基づいて自動的に調整されユーザの入力に基づくことができる。

【0015】

粒状粒子の制御された成形は、動的で複雑なスタンディング構造を所望通りに形成及び消失させることを可能にすることができる。スタンディング構造は、安価でメンテナンスが容易な粒状材料を用いて、トランスデューサの制御と連動して広範囲な面にわたってイルージョンを生成するプロジェクションマッピングにより強化することができる。このようにして、プロジェクションマッピングを利用して、床面に画像を投影し、３次元イルージョンを増強することができる。床ベースの３次元イルージョンは、通常は複雑で、平面的な床材料上では奥行きを含むイルージョンを効果的に維持することが難しい場合がある。しかしながら、床に成形面を生成することは、ユーザが床を横断しているような状況では好ましくない場合がある。開示の技術は、投影画像によって生成された３次元イルージョンを高めるための奥行き及びテクスチャを有する床面を提供する。例えば、没入環境は、ユーザが歩き、砂又は粒状粒子から形成され又は砂又は粒状粒子を含む床面を含むことができる。例えば、投影画像と連動させ成形砂を用いることで、波打つ水のイルージョンを生成することができる。この成形面は、コストのかかる成形ディスプレイ面を使用することなく、水のイリュージョンを強化することができる。

【0016】

開示された技術はまた、ユーザによる粒状粒子との相互作用によって引き起こされる粒状粒子の望ましくない移動及び／又は崩壊（例えば、足跡）が生じた後、又は床面へのプログラムされたプロジェクションマッピングと干渉する可能性のあるゴミ又はデブリを除去するために、撹拌を介して粒状粒子を再形成又は補充することができる。トランスデューサの撹拌又はプログラムされた作動により、没入環境において粒状粒子を円滑化又は成形して、各アトラクションの動作サイクル後に床をリセットすることができる。このようにして、３次元イリュージョンに適した相互作用床面を提供することで、費用対効果が高く、メンテナンスが容易になる。

【0017】

次に図面に目を向けると、図１は、粒状粒子５２のパターン、配向又は位置決めを生成及び制御するように構成された制御システム５０によって形成される成形面２４の一実施形態の概略上面図である。成形面２４は、あるパターンで分配された波３０のパターンを含む、禅の庭として描かれている。しかしながら、描かれた成形面２４は例示であり、他の構成が企図されることに留意すべきである。更に、描かれた成形面２４は、イベント又はアトラクションの間に他の成形面２４に移行することができる。すなわち、本明細書で提供されるように、成形面２４は動的又は静的とすることができる。

【0018】

粒状粒子５２は、ベース５４を少なくとも部分的に覆う（例えば、ベース５４の表面積の少なくとも２０％、表面積の少なくとも５０％を覆う）量で、下にあるベース５４上に配置することができる。一実施形態では、ベース５４は、粒状粒子５２がベース５４から移動するのを阻止するために、ベース５４の周囲の少なくとも一部を囲むリップ又はバリア５６を含むことができる。すなわち、バリア５６は、ベース５４上の粒状粒子５２を含み、粒状粒子５２が制御システム５０によって引き起こされる振動効果を生じることを可能にすることができる。追加又は代替の実施形態では、バリア５６は、移動可能とすることができ、及び／又は制御システム５０は、粒状粒子５２がより容易に（例えば、滝効果で、又は清掃又は交換を可能にするために）ベース５４から流出することを可能にするために、バリア５６を含まない場合もある。例えば、使用済みの粒状粒子５２を交換する場合、粒状粒子５２は、ベース５４から誘導又は強制流出させて、ベース５４から粒状粒子５２を取り除き、新しい粒状粒子５２をベース５４に追加することができる。

【0019】

制御システム５０は、複数のトランスデューサ５８（例えば、アレイ状に配置された）を含み、複数のトランスデューサ５８は、ベース５４上に粒状粒子５２の所望の成形面２４を形成するためなど、粒状粒子５２をベース５４に対して相対的に移動させるように作動させることができる。各トランスデューサ５８は、ハウジング５９を介してベース５４に結合することができる。ハウジング５９は、作動されたトランスデューサ５８から結合されたベース５４へのエネルギーの伝達及び／又はトランスデューサ５８間のエネルギーの伝達を制限するために、１又は２以上のダンピング構造を含むことができる。ダンピング構造は、発泡体、エアブラダー、又はエアギャップを有する他の構造など、音響的又は機械的に吸収性のある材料を含むことができる。例えば、個別トランスデューサ５８は、ベース５４の少なくとも周囲（例えば、バリア５６及び／又はベース５４の側面に対して）及び／又は垂直軸６０に対してベース５４の上方又は下方を含めて、ベース５４と直接又は間接的に接触して配置することができる。一実施形態では、作動時には、各トランスデューサ５８は、各トランスデューサ５８の駆動信号に応じて、粒状粒子５２を介して及び／又は粒状粒子５２にわたって伝達される振動を引き起こし、粒状粒子５２を変位及び励起（例えば、振動）させる波を放出することができる。波は、粒状粒子５２から所望の成形面２４を生成するための特定の方法で粒状粒子５２を移動及び配向させるように制御することができる。例示的な実施形態では、波は、音響波又は音波（例えば、人間の耳には聞こえない可能性がある低周波数を有する）を含むことができる。追加又は代替の実施形態では、波は、力学的な波（例えば、ベース５４の物理的な振動）を含むことができる。特定の実施形態では、ベース５４は、セグメント化することができる。ベース５４の各セグメントは、単にトランスデューサ５８の一部を含むことができ、隣接するベースセグメント間の振動を減衰させるために、介在する構造物又はエアギャップを介して隣接するセグメントから物理的に分離することができる。このようにして、各セグメントにおけるベース５４の振動により、隣接するセグメントに与える影響を低減することができる。

【0020】

各トランスデューサ５８は、粒状粒子５２を所望の成形面２４に配向させ、異なる成形面２４に移行させるために、互いに独立して制御することができる。生成された振動は、粒状粒子５２を垂直軸６０に対して（例えば、横軸６２及び縦軸６４によって形成される平面に直交して）及び／又は垂直軸６０に交差してベース５４に向かって又はベースから離れるように移動させることができる。また、振動を持続させることで、粒状粒子５２を特定の配向に維持することができる。言い換えれば、振動を引き起こすためにトランスデューサ５８を作動させると、最初は粒状粒子５２を特定の方向に及び特定のプロファイル又は特徴的な成形面２４に移動させることができる。トランスデューサ５８が継続して作動すると、粒状粒子５２のプロファイルが維持される。粒状粒子５２のプロファイルが維持されている間、粒状粒子５２は振動し続けることができる点に留意すべきである。従って、粒状粒子５２の持続的なプロファイルは、粒状粒子５２の全て又は一部において共振周波数を含むことができる定在波とみなすことができる。しかしながら、粒状粒子５２の一般的な位置は、粒状粒子５２のプロファイルを維持するために実質的に維持することができる。実際に、定在波は、粒状粒子５２のサイズ、色、質量及び同様のものなどの粒状粒子５２の特性に基づいて発生することができる。一実施形態では、オブジェクト又は小道具６６は、制御システム５０の一部を形成することができる。小道具６６の存在は、例えば、ベース５４にわたる平面波の伝播に障害物を生じさせることによって、成形面２４に影響を与えることができる。一実施形態では、振動は、制御された方法で１又は２以上の小道具６６をベース５４上の新しい位置に移動させるのに十分な力とすることができる。このような移動は、所望のイリュージョンの一部とすることができる。

【0021】

粒状粒子５２を含む粒状材料は、粒状粒子５２の所望の移動又は外観など、粒状粒子５２の所望の特性に基づいて選択することができることに留意すべきである。例えば、粒状粒子５２は各々、特に選択されたサイズを有することができる。より大きいサイズの粒状粒子５２は、より小さいサイズの粒状粒子５２よりも安定して保持することができるが、小さいサイズの粒状粒子５２は、大きいサイズの粒状粒子５２よりも容易に移動することができる。また、粒状粒子５２は、特定の粗さなどの特定の表面特性を有することができる。例えば、各粒状粒子５２の表面の粗さを増加させると、粒状粒子間の摩擦が増加することに起因して、互いに対する粒状粒子５２の位置がより確実に保持されることになる。摩擦の増加は、更に、粒状粒子５２の間のより大きな接触を可能にするために、増加した表面積を有する幾何学的形状に粒状粒子５２を形成することによって達成することができる。粒状粒子５２は、視覚的外観（例えば、色、形状）、質量、比熱、磁気特性、化学的特性、電気的特性、別の適切な特性、又は制御システム５０の特定の用途に基づいて選択することができるこれらの何れかの組み合わせなど、追加又は代替の特性を有することができる。

【0022】

図２は、ベース５４、バリア５６、及びトランスデューサ５８を有する制御システム５０の一実施形態の側面図である。側面図に示すように、トランスデューサ５８は、ベース５４上又はベース内に配置され、側部バリア５６上又は側部バリア５６内に配置することができる（例えば、垂直軸６０に平行に延在する）。図示するように、各トランスデューサ５８は、粒状粒子５２の局所的振動を引き起こすように構成され、これによって、振動は放出された波１００によって引き起こされる。各波１００は、媒体を継続的に変位させ（例えば、音波の場合は空気を変位させ、力学的な波の場合はベース５４を変位させる）、頂部１０２（例えば、高い点）と谷部１０４（例えば、低い点）との間で媒体を交互に変化させる特性を有するように放出することができる。各波１００は、頂部１０２と谷部１０４の差である特徴的振幅１０６と、頂部１０２と谷部１０４の全サイクル又は完了である周期１０８を有することができる。各トランスデューサ５８は、ベース５４に対するトランスデューサ５８の配向、並びにトランスデューサ５８を駆動する制御信号に応じて、異なる形状の波１００を放出することができる。例えば、第１のトランスデューサ５８Ａは、第１の波１００Ａを放出することによって、軸６２，６４によって形成される平面に直交する振動を引き起こすことができ、第２のトランスデューサ５８Ｂは、第１の波１００Ａのものよりも大きな振幅１０６及び長い周期１０８を有することができる第２の波１００Ｂを放出することによって、軸６２，６４によって形成される平面に直交する振動を引き起こすことができる。代替の実施形態では、第１の波１００Ａは、第２の波１００Ｂと同じ周期１０８を有することができ、及び／又は第２の波１００Ｂと同じ振幅１０６を有することができるが、第１の波１００Ａは、第２の波１００Ｂとは異なる時間に生成することができる。つまり、第１の波１００Ａは、第２の波１００Ｂと同様の形状にすることができるが、第１の波１００Ａは、垂直軸６０に対する第２の波１００Ｂの頂部１０２及び谷部１０４とそれぞれ比較して、異なる位置に頂部１０２及び谷部１０４を有することができる。

【0023】

波１００Ａ，１００Ｂは、互いに干渉してそれぞれの波１００Ａ，１００Ｂを修正することはない。しかしながら、特定のトランスデューサ５８は、互いに干渉する波を放出することができる。例えば、第３のトランスデューサ５８Ｃは、第４のトランスデューサ５８Ｄによって軸６０，６２によって形成される平面に直交して放出される別の第４の波１００Ｄと干渉する第３の波１００Ｃを有する、軸６０，６２によって形成される平面に直交する波（例えば、長手方向軸６４に平行な波）を放出することができる。図示された実施形態では、第３のトランスデューサ５８Ｃは、第４のトランスデューサ５８Ｄの真向かいに配置することができ、第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄが互いに放出されるようになる。第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄを互いに向けて直接放出することで、波１００Ｃ，１００Ｄを共に結合することができる。言い換えると、第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄは、第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄによるそれぞれの変位に基づいて重畳して、重畳波１１０を生成することができる。例えば、第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄのそれぞれの頂部１０２が実質的に一致する第１の位置１１２では、第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄを加算することができる。しかしながら、第２の位置１１４では、第４の波１００Ｄの頂部１０２は、第３の波１００Ｃの谷部１０４と実質的に一致することができる。その結果、第３の波１００Ｃは、第４の波１００Ｄから差し引くことができ、第３の波１００Ｃと第４の波１００Ｄは、実質的に互いに打ち消し合うことができる。異なるトランスデューサ５８は、粒状粒子５２の特定の成形面（図１参照）を生成するために、個別トランスデューサ５８によって他の方法では効果的に生成されない場合がある、特に成形された重畳波１１０を生成するように制御することができる。図２は、重畳波１１０が、互いに向かい合って位置付けられたトランスデューサ５８Ｃ、５８Ｄを介して生成されることを示しているが、重畳波１１０は、追加的又は代替的に、互いに対して異なる位置にあるトランスデューサ５８を介して生成することができることに留意すべきである。例えば、第１のトランスデューサ５８Ａによって放出される第１の波１００Ａは、第３の波１００Ｃ及び／又は第４の波１００Ｄと干渉して、重畳波１１０の形状を変化させることができる。

【0024】

各トランスデューサ５８はまた、ベース５４及びバリア５６に対して相対的に移動して、局所的な振動が伝播する場所を変更するように構成することができる。例えば、各トランスデューサ５８は、垂直軸６０、横軸６２、及び／又は長手方向軸６４に対して機械的に作動することができる。追加的又は代替的に、各トランスデューサ５８は、（例えば、垂直軸６０に平行に延びる軸、横軸６２に平行に延びる軸、及び／又は長手方向軸６４に平行に延びる軸を中心に）回転することができる。トランスデューサ５８の配向を変えて伝播振動の特性を変えることはまた、粒状粒子５２がベース５４に対してどのように移動するかを変化させ、これによって粒状粒子５２のプロファイルを変えることができる。追加又は代替の実施形態では、ベース５４及び／又はバリア５６の一部は、移動するように構成することができる。一例として、ベース５４の一部は、軸６２，６４によって形成される平面に直交して移動することができる。従って、ベース５４の当該部分に配置された粒状粒子５２はまた、ベース５４と共に軸６２，６４により形成される平面に直交して移動し、粒状粒子５２のプロファイルを変化させることができる。更に、ベース５４及び／又はバリア５６の移動により、トランスデューサ５８により放出される波１００の特性が変化し、粒状粒子５２の生成される動きを更に変化させることができる。例えば、ベース５４及び／又はバリア５６の一部を移動させることにより、波１００の１つに偏向、回折、屈折及び同様のことを生じさせることができる。

【0025】

制御システム５０は、粒状粒子５２を移動させるのに使用できる他の構成要素を更に含むことができる。例として、制御システム５０はまた、ファン、磁石（例えば、磁気特性を有する粒状粒子５２のための）、流体噴霧器、別の適切な構成要素、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができる。このような構成要素はまた、粒状粒子５２と共に所望のプロファイルを生成することを容易にするように制御することができる。一例では、制御システム５０は、ベース５４に結合された１又は２以上の電磁石を作動させて、磁気又は金属粒状粒子５２に対するアクティブトランスデューサ５８によって引き起こされる効果を強化することができる。磁力の極性は、所望の形状又はパターンを生成するために使用することができる。

【0026】

図３は、粒状粒子５２を特定のプロファイル１４０で配向させるために作動されたトランスデューサ５８を有する制御システム５０の一実施形態の側面図である。図示された実施形態では、プロファイル１４０は、垂直軸６０に対してベース５４から離れて延びる略三角形の形状を含む。例えば、特定のトランスデューサ５８は、粒状粒子５２において振動を引き起こすのに作動することができ、一方、トランスデューサ５８の残りの部分（例えば、第５のトランスデューサ５８Ｅ及び第６のトランスデューサ５８Ｆ）は、振動を引き起こすために作動しなくてもよい。その結果、粒状粒子は、作動していないトランスデューサ５８Ｅ，５８Ｆから離れて移動し、作動しているトランスデューサ５８に向かって移動する、及び／又は隣接して積み重なることができる。振動を持続させるために記載の方法でトランスデューサ５８を継続的に作動させることで、プロファイル１４０を維持することができる。

【0027】

図４は、粒状粒子５２と、ベース５４と、トランスデューサ５８と、ベース５４に対してトランスデューサ５８を移動させるように構成されたアクチュエータ１５８と、粒状粒子５２及びベース５４に画像を投影できるプロジェクタ１６０とを有する制御システム５０の一実施形態の概略図である。トランスデューサ５８は、粒状粒子５２に特定のプロファイルを形成させることができ、プロジェクタ１６０は、プロジェクタ１６０に露出した粒状粒子の表面上など、粒状粒子５２の形成されたプロファイル上に画像を投影することができる。更に、アクチュエータ１５８を制御して、ベース５４に対するトランスデューサ５８の位置又は配向を制御することができる。例として、アクチュエータ１５８は、縦軸６０、横軸６２、及び／又は長手方向軸６４に対して相対的に（例えば、直線的に）移動するように構成することができ、及び／又は、縦軸６０、横軸６２、及び長手方向軸６４に対して任意の方法で配向された軸を中心に回転することができる。アクチュエータ１５８は、バネ、電気アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、液圧アクチュエータ、他の適切なアクチュエータ、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができ、これらは、トランスデューサ５８をベース５４に対して相対的に移動させるためにコントローラ１６２によって動作することができる。上述のように、アクチュエータ１５８のこのような移動は、トランスデューサ５８によって波がどのように放出されるかを変えることができ、粒状粒子５２がベース５４に対してどのように動くかを変えることができる。

【0028】

制御システム５０は、メモリ１６４及びプロセッサ１６６を有するコントローラ１６２を含むことができる。メモリ１６４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリ、及び／又はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などの不揮発性メモリ、光学ドライブ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、又は制御システム５０を操作する命令を含む他の何れかの非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。プロセッサ１６６は、このような命令を実行するように構成することができる。例えば、プロセッサ１６６は、１又は２以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１又は２以上のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、１又は２以上の汎用プロセッサ、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができる。また、コントローラ１６２は、タッチスクリーン、トラックパッド、ボタン、スイッチ、他の適切な構成要素、又はこれらの何れかの組み合わせなどのユーザインタフェース１６８を含むことができ、これらとユーザは、制御システム５０を操作するために対話することができる。コントローラ１６２は、ユーザとユーザインタフェース１６８との間の相互作用の結果としてユーザ入力を受信することができ、ユーザ入力に基づいて、トランスデューサ５８、アクチュエータ１５８、及び／又はプロジェクタ１６０を動作させることができる。

【0029】

コントローラ１６２は、トランスデューサ５８及びプロジェクタ１６０に通信可能に結合されて、粒状粒子５２のプロファイルに画像を投影することができる。一実施形態では、トランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８は、粒状粒子５２を移動させるように動作することができ、一方、プロジェクタ１６０は、複数の画像フレームを粒状粒子５２に同時に投影して、粒状粒子５２によってアニメーション化された３次元ビデオを生成することができる。例えば、トランスデューサ５８は、制御システム５０の動作の様々な時点で特定の波を放出するように予めプログラムすることができ、アクチュエータ１５８は、制御システム５０の動作の様々な時点でトランスデューサ５８を移動させるように予めプログラムすることができ、プロジェクタ１６０はまた、制御システム５０の動作の様々な時点で特定の画像を投影するように予めプログラムすることができる。アクチュエータ１５８、トランスデューサ５８、及びプロジェクタ１６０の間の協働により、粒状粒子５２のビデオアニメーションを可能にすることができる。コントローラ１６２は、トランスデューサ５８、アクチュエータ１５８、及び／又はプロジェクタ１６０の予めプログラムされた動作の異なる組み合わせを格納するように構成することができる。このような組み合わせは、ユーザインタフェース１６８を介して選択可能とすることができ、制御システム５０は、選択された組み合わせに基づいて、トランスデューサ５８、アクチュエータ１５８、及び／又はプロジェクタ１６０を動作させることができる。

【0030】

追加又は代替の実施形態において、プロジェクタ１６０は、粒状粒子５２のプロファイルに基づいて画像を投影することができる。一例として、コントローラ１６２は、粒状粒子５２の現在のプロファイルなど、制御システム５０の動作パラメータを決定するように構成されたセンサ１７０に通信可能に結合することができる。センサ１７０は、ベース５４に対する縦軸６０、横軸６２、及び／又は長手方向軸６４に対する粒状粒子５２の位置を決定することができる。プロジェクタ１６０は、位置決めを示すフィードバックをセンサ１７０から受信することができ、決定された位置決めに基づいて、プロジェクタ１６０は、対応する画像を投影することができる。例えば、プロジェクタ１６０は、縦軸６０に対して第１の高さで積層された粒状粒子５２を有するベース５４の第１の領域に第１の色を投影することができ、プロジェクタ１６０は、縦軸６０に対して第２の高さで積層された粒状粒子５２を有するベース５４の第２の領域に第２の色を投影することができる。粒状粒子５２のプロファイルを調整することで、プロジェクタ１６０が、センサ１７０によって送信されたフィードバックに基づいて、粒状粒子５２上に投影される画像を自動的に変更することができる。例として、ユーザインタフェース１６８を用いて、トランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８を制御して、粒状粒子５２のプロファイルを変更し、プロジェクタ１６０が、これに応じて粒状粒子５２に画像を投影することができる。このようにして、プロジェクタ１６０は、複数の粒状粒子５２の露出面上に画像を動的にマッピングすることができる。

【0031】

図５は、ユーザ入力を受信するように構成された異なるユーザインタフェース１６８を有する制御システム５０の一実施形態の概略図である。図示の実施形態では、制御システム５０は、第１のユーザ２００Ａによって利用される第１のユーザインタフェース１６８Ａと、第２のユーザ２００Ｂによって利用される第２のユーザインタフェース１６８Ｂとを含む。第１のユーザインタフェース１６８Ａは、ジョイスティック、スライダー、ノブ、スイッチ、ボタン、他の適切な構成要素、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができ、これらの何れかにより、ベース５４に対するトランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８のうちの１つについての位置を調整するなど、第１のユーザ２００Ａがトランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８のうちの少なくとも１つを直接制御することを可能にする。第１のユーザ２００Ａは、追加的又は代替的に、第１のユーザインタフェース１６８Ａを使用して、トランスデューサ５８の１つによって放出される波を調整することができる。このため、コントローラ１６２は、第１のユーザ２００Ａと第１のユーザインタフェース１６８Ａとの間の相互作用を示すフィードバック（例えば、ユーザ入力）を受信するように構成され、コントローラ１６２は、受信したフィードバックに基づいて、トランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８の動作を調整することができる。このようにして、第１のユーザ２００Ａは、第１のユーザインタフェース１６８Ａを使用して、波がどのように放出されるかを変更することができ、また、粒状粒子５２のプロファイルを直接変更することができる。ユーザインタフェース１６８を用いて、所望の形状を形成するように制御システム５０をトレーニングすることができる。例えば、ユーザ入力は、粒状粒子５２の目標形状又はプロファイル、粒状粒子５２の現在の形状又はプロファイルの調整、又はこれらの何れかの組み合わせなど、粒状粒子５２の直接操作を示すことができる。

【0032】

例示的な実施形態において、制御システム５０は、粒状粒子５２内に配置された小道具２０２を有することができ、第１のユーザ２００Ａは、第１のユーザインタフェース１６８Ａを使用して、ベース５４に対して小道具２０２を移動させることができる。すなわち、第１のユーザ２００Ａは、トランスデューサ５８によって放出される波を調整し、及び／又はトランスデューサ５８の配向を選択して、粒状粒子５２をベース５４に対して相対的に移動させ、これによってベース５４に対して相対的に移動させるように小道具２０２を駆動することができる。波の特性（例えば、準波１００の振幅１０６及び／又は周期１０８）を調整することで、ベース５４に対する粒状粒子５２の移動を変化させ、ベース５４に対する小道具２０２の移動も変化させることができる。このようにして、ユーザ２００は、制御システム５０を動作させて、例えば、粒状粒子５２内で車両をレースさせるなど、様々な小道具２０２を相対的に移動させることができる。

【0033】

第２のユーザインタフェース１６８Ｂは、第２のユーザ２００Ｂが予めプログラムされた動作などの制御システム５０の特定の動作を選択することを可能にする、タッチスクリーン、コンピュータデバイス、ディスプレイ、別の適切な構成要素、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができる。例えば、コントローラ１６２は、選択された動作を示す第２のユーザ２００Ｂからのフィードバックを受信することができ、コントローラ１６２は、選択された動作に少なくとも部分的に基づいて、トランスデューサ５８、アクチュエータ１５８、及び／又は、プロジェクタ１６０を動作させることができる。言い換えれば、第２のユーザ２００Ｂは、第２のユーザインタフェース１６８Ｂを介して制御システム５０の特定の予めプログラムされた動作を選択することができ、コントローラ１６２は、選択された予めプログラムされた動作に基づいて制御システム５０を自動的に動作させることができる。例えば、選択された予めプログラムされた動作に基づいて、コントローラ１６２は、粒状粒子５２の特定のプロファイルを形成するために、トランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８を動作させ、また、粒状粒子５２に特定の画像を投影するために、プロジェクタ１６０を動作させることができる。別の例では、選択された予めプログラムされた動作は、特定の移動及び／又は小道具２０２の目標位置を示すものとすることができ、コントローラ１６２は、選択された予めプログラムされた動作に基づいて、トランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８を動作させて、特定の移動に従って小道具２０２を移動させることができる。

【0034】

図６は、制御システム５０の一実施形態の概略図であり、ここでユーザ２００は、ベース５４上の粒状粒子５２に直接位置付けることができる。コントローラ１６２は、ユーザ２００の行動に基づいて、制御システム５０を動作することができる。一実施形態では、コントローラ１６２は、トランスデューサ５８及び／又はアクチュエータ１５８を動作させて、粒状粒子５２の特定のプロファイルを生成し、及び／又はベース５４に関するユーザ２００の位置に基づいて粒状粒子５２を特定の方法で移動させてもよい。例えば、コントローラ１６２は、ユーザ２００の周りに粒状粒子５２を配置する波を放出するようにトランスデューサ５８に命令して、シーズパーティングイリュージョンを生成するためにユーザ２００が粒状粒子５２を踏まないようにする。追加又は代替の実施形態では、コントローラ１６２は、ユーザ２００とベース５４との間の相互作用に基づいて粒状粒子５２の特定のプロファイルを生成し、及び／又は粒状粒子５２を特定の方法で移動させることができる。一例として、コントローラ１６２は、ベース５４に対して静止している特定のユーザ２００の周りで粒状粒子５２を円運動で移動させる局所的な振動を引き起こすようにトランスデューサ５８に命令し、コントローラ１６２は、ベース５４に対して相対的に移動している別の特定のユーザ２００と粒状粒子５２を直線的に移動させる局所的な振動を引き起こす波を放出するようにトランスデューサ５８に命令することができる。粒状粒子５２のこのような移動は、歩いているときに粒状粒子５２がユーザ２００の周りを流れているという効果を生み出すことができる。

【0035】

図示された実施形態では、コントローラ１６２は、画像（例えば、粒状粒子５２、ベース５４の）のマシンビジョン又は分析を使用して、制御システム５０を動作することができる。例えば、センサ１７０は、粒状粒子５２及び／又はベース５４の状態（例えば、視覚的外観、組成）を示すフィードバックをコントローラ１６２に送信することができ、コントローラ１６２は、フィードバックに基づいて制御システム５０を動作させることができる。一実施形態では、センサ１７０は、ベース５４に対するユーザ２００の位置を決定するように構成された位置センサとすることができる。例えば、センサ１７０は、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、カメラ、電気光学センサ、他の適切な位置センサ、又はこれらの何れかの組み合わせとすることができる。センサ１７０は、垂直軸６０に対してベース５４の上方に配置され、ユーザ２００がベース５４上のどこに配置されているかを決定できるようにすることができる。追加的又は代替的に、センサ１７０は、ユーザ２００によってベース５４に及ぼす力を決定するように構成された圧力センサとすることができる。力を決定するセンサ１７０の位置に基づいて、コントローラ１６２は、ユーザ２００がベース５４に対してどこに位置しているかを決定することができる。例えば、センサ１７０は、垂直軸６０に対してベース５４の下に位置することができる。各センサ１７０は、ユーザ２００の１人の体重に対応する力の存在を決定するように構成されている。コントローラ１６２は、力を示すセンサ１７０からのフィードバックを受信し、力の存在を示すセンサ１７０に基づいて、コントローラ１６２は、力の位置を決定し、ベース５４に対するユーザ２００の位置を決定することができる。更なる実施形態では、センサ１７０は、超音波センサ、速度計、パッシブ赤外線センサ、振動センサ、又はこれらの何れかの組み合わせなどのモーションセンサとすることができ、移動を検出して、ベース５４に対するこのような移動の位置を決定するように構成されている。コントローラ１６２は、検出された移動に基づいて、ベース５４に対するユーザ２００の位置を決定することができる。音響トランスデューサ、赤外線放射計、及び／又は任意の他の適切なセンサを含む、センサ１７０の他の実施形態も使用することができる。

【0036】

更に、センサ１７０は、粒状粒子５２の動作パラメータを決定するように構成することができ、コントローラ１６２は、決定された動作パラメータに基づいて、制御システム５０を動作させることができる。例えば、センサ１７０は、粒状粒子５２の取り込まれた画像（例えば、画像の着色特性）に基づいて、汚れ、デブリ、又は他の不要な粒子など、粒状粒子５２内の不純物を検出するように構成された画像センサとすることができる。コントローラ１６２は、次に、粒状粒子５２をベース５４から移動させて、新たな粒状粒子５２をベース５４上に追加できるようにすることによるなど、トランスデューサ５８に波を放出させ、検出された不純物に基づいて粒状粒子５２を移動させるように命令することができる。このようにして、制御システム５０は、粒状粒子５２及び／又はベース５４の自己メンテナンスに利用することができる。センサ１７０はまた、粒状粒子５２の温度、粒状粒子５２に及ぼされる力、制御システム５０の動作時間、別の適切な動作パラメータ、又はこれらの何れかの組み合わせなど、制御システム５０の追加又は代替の動作パラメータを決定することができる。その後、コントローラ１６２は、動作パラメータに基づいて、粒状粒子５２を移動させるため、及び／又は粒状粒子５２の位置を維持するために、制御システム５０を動作させることができる。

【0037】

本発明の特定の特徴のみを本明細書で例示し説明してきたが、当業者であれば、多くの変更形態及び変形が想起されるであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の技術的思想の範囲内にあるこのような修正形態及び変更全てを保護することを意図していることを理解すべきである。

【0038】

本明細書で提示され請求項に記載された手法は、本発明の技術分野を明らかに改善する実際的な性質の実質的な目的及び具体的な実施例に参照及び適用され、このため、抽象的、無形、又は真に理論的でもない。更に、本明細書の終わりに添付した何れかの請求項が「機能」を「実行」する手段」又は「機能」を「実行」するステップ」として指定された１又は２以上の要素を含む場合、このような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って解釈されるものとする。しかしながら、任意の他の方法で指定された要素を含む何れかの請求項については、このような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って解釈されないものとする。

【符号の説明】

【0039】

５４ ベース
５６ バリア、
５８ トランスデューサ
５０ 制御システム
１００ 波
１０２ 頂部
１０４ 谷部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】