HaptiChem（ハプティケム）は力覚デバイスSPIDAR（スパイダー）を利用して、分子の３次元空間での操作と、分子の間に働く力を視覚と力覚を組み合わせることで疑似体験することを実現したシステムです。化学教育用のツールとして、平成１９年３月１５日からHaptiChemソフトウェアの無償公開を開始しました。

現バージョンでは、希ガス間のファンデルワールス相互作用の引力と斥力を体感できる機能が搭載されています。

HaptiChemの主な特長は以下のとおりです。

純国産のシステム

HaptiChemソフトウェアは、化学系グラフィックスオープンソースライブラリ『ケモじゅん』（国立情報学研究所・化学情報学研究室（佐藤寛子助教授））と３次元マルチメディアオープンソースライブラリ『じゅん』 (株式会社SRA先端技術研究所) を基盤に構築されています。つまり、力覚デバイス部のSPIDAR（東京工業大学精密工学研究所・ヒューマンインタフェース研究室（佐藤誠教授・小池康晴助教授））も含めて、全て国産の技術で構築された「純国産」のシステムです。

人の感覚と化学的な正確さとの接点

視覚と力覚を組み合わせた分子モデルを化学研究や教育に実践的に活用するためには、化学分野に特化した体感システムの適用範囲と限界を知る必要があります。つまり、分子間力は実際には感じることのできない力なので、どこまでが正確で、どこからが仮想的（バーチャル）な世界であるかの線引きを明確にすることが極めて重要です。一方で、人の感覚に効果的に働くための表示や力の表現を満たしていることも必須です。HaptiChemは、基本的な操作実験により得られたデータからソフトウェアとデバイスの要件を求め、これらの結果に基づいてシステムの設計を行うことで、人の感覚に有効に働くシステムを実現しています。また、実際の物理化学的数値と可視化・可触化されている値との間の関係を示すことで、実データと仮想体験との違いを利用者が意識できるようにデザインされています。

分子の３次元空間での操作

通常、分子モデルは３次元空間で操作するものですが、従来の2次元マウスだけでは３次元空間内での自由な移動や回転は困難でした。この２次元マウスの替わりに３次元マウス=SPIDARを利用することで、x, y, z軸の任意の方向への回転や移動の同時操作などが容易に行えるようになり、フラストレーションなく分子を自由に操ることを可能にしています。

分子間力の体感

分子やその現象といった、目に見えない対象や概念を理解し考察する化学分野では、視覚的な表現やモデルは重要です。分子の３次元的な構造特徴を理解し考察するためのプラスチック分子模型や、分子構造の様々な形状や物理化学的特性を可視化するグラフィックスシステムなど、化学分野では様々なメディアが利用されています。分子の間に働く力は、化学の基本的な現象の1つですが、従来のメディアだけでは表現が難しい物理量でした。HaptiChemは、分子間力の引力と斥力を、ポテンシャルや力の関数形だけではなく、力の方向と大きさの違いで表現することを実現しています。