• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.210-218
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• 2006

본 논문은 광주과학기술원(GIST)에서 개발하고 있는 전남지역 '운주사'의 천불천탑 설화를 근간으로 한 반응형 가상 문화 체험 시스템(Responsive Multimedia System for virtual storytelling)의 햅틱 변형 상호작용에 관한 것이다. 기존의 디지털 문화재 체험 시스템은 사실적인 체험을 제공하기 위해 시각 및 청각 기술 개발에 많은 연구 및 노력이 이루어져왔다. 그러나 최근 인간의 인지 체계의 중요 요소인 촉감 상호작용의 중요성이 증대 됨에 따라, 본 논문에서는 가상 문화재 체험을 위한 햅틱 변형 알고리즘 및 상호작용 시스템을 개발하여 가상 불상을 만져보고 그 표면을 변형시키게 함으로써 몰입감을 증대하고 재미를 주는 시스템을 제공하였다. 아울러 체험의 몰입감 증대를 위해 본 시스템은 시/청각과 더불어 청각 효과를 가미하여 체험 시 발생되는 주변 환경의 소리(새, 물, 바람소리)를 제공하고, 기존의 문화체험 시스템과의 차별성을 위해 3 차원 입력장치를 이용하여 체험자가 직접 가상 불상을 변형시키면서 체험자 고유의 작품을 만들어낼 수 있는 상호작용을 제공한다. 따라서 제안된 햅틱 변형 상호작용 시스템은 체험자의 능동적 참여 및 흥미 유발을 통하여 문화 유산에 대한 교육적 효과 및 관심 증대에 기여할 수 있을 것이라 여겨진다.

• The Journal of the Korean dental association
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• v.58 no.11
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• pp.670-682
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• 2020

This research examined the difference in cognitive load and the virtual presence depending on auditory feedback and task difficulty in haptic-based dental simulation. In the field of dental education, practice-centered training using handpiece has been crucial because a practitioner's psychomotor experience has a significant impact on the mastery of treatment skills. For the novice, it is necessary to reduce errors in dental treatment to enhancing skill acquisition in the haptic practice. In the training process, the force-feedback is crucial to elaborate subtle movement to guide what to do and how it should be hard or soft. However, It is not easy to add force-feedback to generate kinetic experience training. As an alternative method, we examined that auditory feedback can help learners' skill training. In this study, we analyzed how the presence/absence of auditory feedback at the different levels of task difficulty impacts learners' psychological demand and virtual presence in the virtual reality simulation. For this study, 29 dental college students participated in a dental simulation. The participants were grouped into two conditions that are with and without auditory feedback. Additionally, two consecutive tooth preparation tasks with different levels of difficulty were used in the simulation. The auditory feedback condition gives alarms to a learner when he treats a non-targeted tooth with a virtual handpiece. The user's cognitive load and virtual presence were measured to examine the effects of auditory feedback. The results revealed that the main effect was found in cognitive loads. Also, a significant interaction effect was shown in the virtual presence. We discussed the effective design methods for the virtual reality-based dental simulation through the result of this study.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.20 no.2
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• pp.11-22
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• 2017

For the elderly whose path-finding capability and distance perception abilities have been weakened, the study intends to provide UI design of a wrist type walking aid device which allows the elderly to receive both visual and haptic information that induces the elderly' occasional attention by utilizing currently available haptic technology. The study asked 30 the elderly older than 65 years old, target consumers of the technology, to wear a smart watch and find a path by following the directions provided by four different UI versions of Wizard of Oz. Then, the study has conducted post-experience interview. Quantitative analyses was performed their preference level, number of misguided participants and the number of deviations incurred. Based on the data collected, the study has applied grounded theory, a qualitative research methodology, in order to grasp new understanding about the research, and has consequently reached some significant implications for further research on wrist type walking aid device for the elderly, who show self-contradictory demands.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2009.02a
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• pp.2072-2072
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• 2009

최근 연구들에서, 증강 현실(Augmented Reality; AR) 환경에서의 촉각 상호작용에 대한 가능성이 논의되었다. 비젼 기반의 트래킹을 기초로 한 증강 현실 기술은 미리 정의된 2차원 마커(marker)를 이용하여, 카메라로부터 획득된 실시간 영상 위에 가상 물체를 증강한다. 그러나, 카메라로부터 획득된 데이터는 몇몇 오차 요인들, 예를 들어 마커의 위치를 인식하는데 나타나는 오차, 카메라 안에 존재하는 센서 잡음 등으로 인해서 마커 잡음(마커를 인식하면서 나타나는 잡음)이 불가결하게 발생하게 된다. 이러한 이유로 인해서, 사용자가 한 손에는 마커를, 다른 한 손으로는 촉감 장치를 이용하여, 마커에 증강된 물체를 만질 때, 마커 잡음은 힘의 떨림(force trembling)을 발생시킨다. 심지어, 이러한 현상은 정지된 마커에 증강된, 마커가 움직이지 않는 상황에서도 발생한다. 게다가, 마커 위에 증강된 물체가 약간 빠른 속도로 이동하게 될 경우, 측정된 이동 거리는 연속적인 프레임(frame)들 간의 불연속적일 수 있다. 만약 사용자가, 대략 30Hz로 위치와 방향이 갱신되는 가상물체를 촉각적으로 상호작용하려 한다면, 계산되는 반력은 급작스런 힘의 변화를 생성하게 될 수도 있다. 이러한 현상을 극복하기 위해서, 마커 잡음을 최소화하기 위해서 정적 임계값(constant threshold)을 이용할 뿐만 아니라, 보간법을 같이 사용한 방법이 있었다. 하지만, 이러한 방법은 정적 임계값을 이용하고, 영상 프레임 갱신 속도와(video frame rate)와 촉각 프레임 갱신 속도가 일정하다는 가정을 사용하였기 때문에, 여전히 힘의 불연속적인 발생이 나타난다. 따라서, 이 논문에서는 두 가지 방법을 이용하여 증강 현실 내에서, 발생할 수 있는 힘의 불연속적인 변화를 보정하는 두 가지 방법, 잡음 제거를 위한 확장된 칼만 필터(Extend Kalman Filter)와 영상과 촉각 갱신 속도 차이에 따른 갑작스런 힘의 변화를 제거하기 위한 적응적 외삽법(Adaptive Extrapolation method)을 제안한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2009.02a
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• pp.99-104
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• 2009

최근 멀티미디어 기술과 가상/증강현실 기술의 발전으로 사용자에게 몰입감 있는 콘텐츠를 제공하는 여러 시스템들이 제안되고 있다. 또한 기존의 시각과 음향효과만으로 이루어진 시스템의 한계를 넘어서 실제와 같은 느낌을 전달할 수 있는 햅틱기술을 적용하여 보다 몰입감있는 체험형 실감책들이 고안되고 있다. 본 논문은 과학교과서를 중심으로 과학적 이론을 보다 효과적으로 가르치고 배우기 위해 필요한 다양한 촉감(Haptic)을 분류하고, 이를 실감책에 적용하여 책이 담고 있는 주요 내용 또는 삽화와 관련된 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 가상/증강환경에서 시청각정보와 함께 촉각콘텐츠를 독자에게 제공함으로써 보고, 듣고 만질 수 있는 적극적인 촉감 상호작용이 가능한 실감책 ('Sil-Gam' Book) 시스템의 기본 프레임워크를 제시한다. 제시된 실감책은 크게 세 부분으로 구성된다. 첫째, 실감책을 읽고 있는 사용자의 손가락의 위치, 시선과 같은 사용자의 움직임을 추적하고 책의 크기, 페이지 등을 인식하는 센서가 부착된 센싱 부; 둘째, 장비에 따라 적용 가능한 촉감 속성, 물체의 움직임에 따라 적용할 수 있는 촉감 속성등 다양한 촉감콘텐츠의 속성을 저작하고 편집하는 소프트웨어 부; 마지막으로 사용자에게 저작된 실감 콘텐츠를 사용자가 쉽고 직관적으로 체험하게 하기 위한 디스플레이부로 구성된다. 여기서 디스플레이 부는 세부적으로 시청각 콘텐츠를 전달하는 시청각 디스플레이 부와 역촉감 콘텐츠를 전달하는 역촉감 디스플레이부로 구성된다. 본 논문에서는 또한 실감책 촉감 저작도구를 사용하여 제시할 수 있는 다양한 촉감을 중고등학교 교육과정에서 배우는 과학 이론에 적용하여 과학 실험시 경험할 수 있는 다양한 역/촉감을 전달하는 몇 가지 시나리오를 예시하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.957-962
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• 2005

Today, the elderly is increasing gradually in the Republic of Korea society and this problem will be more serious in the near future. Therefore, engineering support for aged people is required. We are establishing a new field of healthcare engineering for elderly people and aiming to support for aged people and disabled people using adaptive control and instrument technology. In this paper, the goal is to implement the shared control of a robot mobility aid for the elderly. As using this type of assistive technology to be useful by its intended user community, it supports elderly people and handicapped people to live independently in their private homes. The interface transforms the force applied by the user into the robot's motion. Devices like buttons, joysticks, and levers already exist for relaying user input; however, they require hand displacement that would loosen or otherwise release the user's hold. Such interfaces make operation very difficult and potentially unsafe. Therefore, we propose a shared control system. It's safe more than joysticks and buttons. The shared control is a means of registering the user's intention through physical interaction. It's an important component in the development of robotic elderly assistant. The concept of shared control describes a system which is two or more independent control systems. We are using that the three component blocks consist of pressure sensor (flexible force sensor), circuit of measurement and transfer function. Experimental trials of this paper have been tested at the indoor environment. The robot is able to know the user intended direction through haptic device were logged along with the robot's force sensor.

• Korean Journal of Computational Design and Engineering
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• v.17 no.5
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• pp.303-311
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• 2012

Laparoscopic surgery is a surgical procedure which uses long laparoscopic instruments through tiny holes in abdomen while watching images from a laparoscopic camera through umbilicus. Laparoscopic surgeries have many advantages rather than open surgeries, however it is hard to learn the surgical skills for laparoscopic surgery. Recently, some virtual simulation systems for laparoscopic surgery are developed to train novice surgeons or resident surgeons. In this study, we introduce the techniques that we developed for laparoscopic surgical training simulator for cholecystectomy (gallbladder removal), which is one of the most frequently performed by laparoscopic surgery. The techniques for cholecystectomy simulation include modeling of human organs (liver, gallbladder, bile ducts, etc.), real-time deformable body calculation, realistic 3D visualization of surgical scene, high-fidelity haptic rendering and haptic device technology, and so on. We propose each simulation technique for the laparoscopic cholecystectomy procedures such as identifying cystic duct and cystic artery to clamp and cut, dissecting connective tissues between the gallbladder and liver. In this paper, we describe the techniques and discuss about the results of the proposed cholecystectomy simulation for laparoscopic surgical training.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.30 no.3
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• pp.231-238
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• 2017

Using 3D based BIM(Building Information Modeling) enables a variety of construction simulations. The is no case to simulate BIM demonstration experiment on deeply immersed virtual reality environment in korea. This paper develops a multi screen based simulation system to enable 3D based immersed environment to diverse decision making and virtual construction simulation. In a developed simulation laboratory, we can carry out BIM drawing review, disaster evacuation simulation, constructability review on wild land and design urban planning using haptic device on 3-side space with 4K resolution . Also, It can review large amount of drawings without data conversion because of compatibility with BIM software.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2008.02b
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• pp.323-328
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• 2008

Inflatable Mouse is a volume-adjustable user interface. It can be inflated up to the volume of a familiar mouse, but be deflated and stored flat in a PC card slot of a laptop computer when not in use. Inflatable Mouse functions just like a typical mouse; moreover, it provides new interaction techniques by sensing the air pressure in the balloon of the mouse. It also addresses some issues associated with pressure-sensing interactions such as the lack of bi-directional control and the lack of effective feedback. Moreover, it can be used as both a control tool and a display tool. In this paper, the design of an Inflatable Mouse prototype is described and potential application scenarios such as zooming in/out and fast scrolling using pressure control are explained. We also discuss the potential use of Inflatable Mouse as an emotional communication tool.

• Journal of the Korea Computer Industry Society
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• v.2 no.6
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• pp.853-858
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• 2001

When an absolute elastic collision occurs between a motion body and the another body inside a closed space, according to the current physical law and thus a computer graphical expression, it is defined that the center of mass of the closed space is not moved. This paper defines a physical law which includes a minor facts of the center of mass of a closed space moves during an absolute elastic collision occurs between a motion body and another body inside a closed space. The law defined in this paper has been verified using approximate lab equipments, and using this, graphical expression models and mathematical expressions for an absolute elastic collision between two bodies inside a closed space are del ed. When the minor effects of the center of mass moves is applied to the multi-body dynamic simulation program or haptic program, more accurate motion could be expressed. This definition can also be applied to an animation movie or other graphical motion expression for more realistic expression.