M5指コン (M5FingerController)

指の曲げ伸ばしを、そのまま入力に使えるコントローラです。

M5StickC Plus を人差し指と中指で挟み、指を「くいっ」と曲げると、その角度が -1（伸ばしきり）から +1（曲げきり）の連続値として届きます。 ボタンのようなオン・オフではなく、途中の位置も自由に取れるので、 スライダーやアナログスティックのように使えます。

        ┌────────┐
  親指 ─┤ M5StickC+ ├─ 中指      指を伸ばす … -1.0
        └────────┘               まっすぐ　 …  0.0
             │                    指を曲げる … +1.0
        くいっ、くいっ

手のひらの中に収まり、机も平らな場所も要りません。 指一本の小さな動きで、狙った値をぴたりと出せます。

動作の様子

実際に動かしている様子は、こちらの投稿でご覧いただけます。

▶ デモ動画を見る（X / @AkemoriAkane）

こんなものが作れます

• リズムゲーム / 音楽アプリ … 拍に合わせて指を動かす。振動で拍を返せます
• 楽器・エフェクター … 曲げ具合をピッチやフィルターに割り当てる
• プレゼンや映像のスクラブ … 指先で再生位置を行き来する
• アクセシビリティ用の入力 … 指一本、小さな可動域で連続値を出せます
• ロボットやサーボの手元操作 … 曲げた角度をそのまま関節角度へ

受け手は Web ブラウザ（JavaScript） でも Python でも書けます。 どちらも動くサンプルが receiver/ に入っています。

特長

セットアップは 2 回の姿勢登録だけ。 「伸ばした姿勢」と「曲げた姿勢」でボタンを押すと、そこから どの軸をどちら向きに使うかを自動で判定します。軸の選択も感度調整も 反転設定もありません。治具の向きを変えたら、登録し直すだけで済みます。

速い動きでも値が暴れません。 加速度センサーだけで傾きを測ると、素早く振ったときに動きの加速度が 混ざって値が乱れます。ジャイロと組み合わせた相補フィルタで姿勢を推定し、 速い操作でも追従します（実装は receiver/web/protocol.js の GravityFilter）。

無線でも有線でも同じように扱えます。 BLE（Web Bluetooth）と USB シリアル（Web Serial）の 2 経路があり、 流れるデータは完全に同じ 50Hz のストリームです。普段は BLE、 開発中はペアリング不要で遅延の小さい USB、と使い分けられます。

手に振動を返せます。 別売の Vibration HAT を挿すと、受け手から振動を送れます。強さと長さを 指定する単発の振動のほか、テンポを渡してデバイス側で自走させる モードがあり、無線の遅延ゆらぎに影響されない正確な拍を刻めます。

必要なもの

M5StickC Plus	必須。無印 M5StickC は画面の仕様が異なるため動きません。Plus2 は未検証です
Vibration HAT	任意。振動フィードバックを使う場合のみ（M5Stack 公式、HAT ヘッダに挿すだけ）
指で挟む治具	hardware/v3.stl を 3D プリントしてください

治具を自作する場合、次の 3 点を満たす必要があります。

1. 指を曲げると、本体が重力に対して傾くこと。 指を曲げる回転軸が地面と垂直に近い持ち方だと、本体の傾きが変わらないため 原理的に検出できません（登録時に自動で検出して知らせます）
2. 伸ばした姿勢と曲げた姿勢で 15 度以上傾くこと。 同梱の治具では約 106 度の差があり、十分な余裕があります
3. 振動を使うなら、本体が指に密着すること

使ってみる

1. ファームウェアを書き込む

PlatformIO が必要です。

このリポジトリを clone して、ディレクトリ内で次を実行します。

pio run -t upload

2. 受け手を起動する

ブラウザで試す（Chrome または Edge）

cd receiver/web
serve.cmd        # Windows。Python / Node / PowerShell のどれかがあれば動きます

http://localhost:8000 を開き、「BLE 接続」→ 一覧から M5Finger を選択 → 「登録を始める」で 2 姿勢を登録すると、バーが指の動きに追従します。 生のセンサー値、受信レート、振動テストもこの画面から確認できます。

Web Bluetooth と Web Serial はセキュアな文脈でのみ動作するため、 HTML ファイルを直接開く（file://）と動きません。localhost か HTTPS で配信してください。Safari と Firefox は未対応です。

Python で試す（USB 接続）

pip install pyserial
python receiver/python/read_serial.py COM3

画面の指示に従って 2 姿勢を登録すると、ターミナルにバーが表示されます。

3. 自分のアプリに組み込む

JavaScript なら、必要なのは実質これだけです。

import { LinkHub, LaneMapper } from './protocol.js';
import { BleLink } from './ble.js';
import { SerialLink } from './serial.js';

const link = new LinkHub([new BleLink(), new SerialLink()]);
const mapper = new LaneMapper();

link.addEventListener('sample', (e) => mapper.update(e.detail));

// ボタンなどのユーザー操作から呼ぶ（ブラウザの制約で、接続は要ユーザー操作）
await link.get('ble').connect();
mapper.captureAt('extended');   // 指を伸ばした姿勢で
mapper.captureAt('bent');       // 指を曲げた姿勢で

// 以降 mapper.out が指の位置（-1.0 〜 +1.0）。50Hz で更新されます

デバイスへ送る側の例：

link.sendCmd(CMD.HAPTIC, 220, 20);        // 強さ 220 で 80ms 振動
link.startBeat(120, 4, BEAT_FLAG.OFFBEAT); // 120BPM の裏拍でデバイスが自走
link.syncBeat(0);                          // 「今が拍の頭」と伝える

Python での実装例は receiver/python/read_serial.py にあります。 フレームの解釈からキャリブレーションまで約 200 行なので、 他の言語へ移植する際の下敷きにも使えます。

仕組み

デバイスは センサーの生の値を 50Hz で流すことに専念します。 「傾きを指の位置に変換する」処理はすべて受け手側にあります。

この分担のおかげで、操作感の調整（平滑化の強さ、キャリブレーションのやり方、 軸の扱い）を変えるのにファームウェアを書き込み直す必要がありません。 受け手のコードを書き換えるだけで済みます。

送られてくるデータ（16 バイト / 50Hz）:

内容	型
シーケンス番号（取りこぼし検出用）	uint8
ボタン A / B の状態	uint8（ビットフラグ）
加速度 X / Y / Z	int16 ×3 [mG]
角速度 X / Y / Z	int16 ×3 [0.1dps]
電池残量	uint8 [%]

バイト単位の詳細、コマンド一覧、シリアルのフレーム形式、 ビートクロックの同期方法は docs/protocol.md にまとめてあります。

デバイス側の操作

操作	動作
A ボタン	キャリブレーションを 1 ステップ進める（受け手アプリと連動）
B ボタン 短押し	画面の上下を反転（治具の向きに合わせる。設定は保存されます）
B ボタン 長押し（2 秒）	電源オフ

pio device monitor で接続すると 1 秒ごとに状態が出力されます。 加速度の大きさが 1.00G 付近なら、センサーは正常に動作しています。

リポジトリの構成

src/main.cpp            ファームウェア
platformio.ini          ビルド設定
receiver/web/           ブラウザ用サンプル（BLE / USB 両対応）
receiver/python/        Python 用サンプル（USB）
docs/protocol.md        通信仕様
hardware/v3.stl         治具の 3D データ

ライセンス

MIT License です。ファームウェア、サンプルコード、治具の 3D データを すべて含みます。商用利用も改変も自由です。