• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.23-29
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• 2023

가상현실 분야에서는 사용자 경험의 몰입도를 극대화하기 위해 햅틱 피드백을 활용하고 발전시키려는 지속적인 노력이 있었다. 그러나 대부분의 햅틱 피드백은 진동 모터 등 경제성을 고려한 액추에이터를 사용하는 문제로 인해 제한적인 촉각 경험만을 사용자에게 제공할 수 있었다. 복싱과 같은 스포츠 시뮬레이션이나 게임에서의 타격 경험의 경우, 실제 물체를 타격하는 감각과 진동 액추에이터로 렌더링되는 감각 사이의 괴리 때문에 한계가 분명하다. 본 연구에서는 이를 주목하여, 사용자가 손으로 가상의 물체를 타격할 때 가상 임팩트를 생성할 수 있는 햅틱 임팩트 시스템을 제안했다. 햅틱 인터페이스는 퀵 리턴 메커니즘을 사용하여 엔드이펙터가 사용자의 주먹에 햅틱 임팩트 피드백을 직접 전달하고 진동 촉감을 통해서 사용자의 손바닥에 가상 임팩트 감각을 전달할 수 있도록 하였다. 제안된 시스템은 인간 대상 실험을 통해 평가하였으며 실험 결과는 햅틱 임팩트 가상 임팩트의 인지 강도와 사실감에 유의한 영향을 미친다는 것을 나타낸다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2765-2770
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• 2003

This paper introduces a novel control algorithm, energy bounding algorithm, for stable haptic interaction. The energy bounding algorithm restricts energy generated by zero-order hold within consumable energy by physical damping that is energy consumption element in the haptic interface. The passivity condition can always be guaranteed by the energy bounding algorithm. The virtual coupling algorithm restricts the actuator force with respect to the penetration depth and restricts generated energy. In contrast, energy bounding algorithm restricts the change of actuator force with respect to time and restricts generated energy by zero-order hold. Therefore, much stiffer contact simulation can be implemented by the energy bounding algorithm. Moreover, the energy bounding algorithm doesn’t is not computationally intensive and the implementation of it is very simple.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.63-72
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• 2003

A new 6-DOF parallel haptic device is proposed. Many existing haptic devices require large power due to having floating actuator and also have small workspaces. The proposed new mechanism can generate 6-DOF reflecting force. This device is relatively light by employing non-floating actuators and has large workspace. Kinematic analysis and kinematic optimal design is performed for this mechanism. Dexterous workspace, global isotropic index, and global maximum force transmission ratio are considered as kinematic design indices. To deal with such multi-criteria optimization problem. composite design index is employed. For the given operational specifications, actuator sizing for this mechanism is also carried out.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.662-667
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• 2021

진동 햅틱 피드백은 최신 터치 디스플레이의 주요한 기능으로, 화면의 인터페이스와 상호 작용할 때 사용자의 조작성 및 몰입감을 크게 향상시킨다. 본 연구에선 정전기력 기반의 메커니즘을 적용하여 강한 진동 출력을 생성할 수 있으면서도, 얇은 평판 타입으로 제작이 가능하여 중대형 디스플레이의 뒷면에 탑재하기에 적합한 진동 햅틱 액추에이터를 제안하고자 한다. 제안된 액추에이터는 방사형 판스프링에 매달려 전기적으로 접지된 Mass를 이격 되어 있는 상하의 전극에 의해 정전기력으로 상하로 교번하여 진동력을 증폭시킬 수 있는 구조로 개발되었다. 성능평가 결과, 개발된 액추에이터가 2개 내장된 Bar-Type 모듈에서 170 Hz에서 최대 3.3g의 우수한 진동 출력을 보여, 중대형 터치 디스플레이에서 햅틱 피드백 제공에 대한 가능성이 확인되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1190-1194
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• 2007

Since the dismantling processes of building are very dangerous, there have been many studies to develop a remote operating devices using joystick. In this paper, in order to improve the operability of the dismantling actuator that is usually an excavator, a novel concept of tele-operated haptic device is proposed. Operators who use this haptic device with additional environmental sensing devices can work safely away from the dangerous sites. First, based on the concept design of the haptic device, the workspace mapping from the haptic device to the excavator is explored. Second, the kinematics which deals with the conversion from the 3 dimensional position information of the haptic device to the joint variable information of the backhoe is included. Lastly, 3D graphical simulation of both haptic device and the backhoe will be shown. This new design of the haptic device can be easily manufactured and gives the workers very convenient and transparent remote control capability.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.1-5
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• 2009

본 연구에서는 몰입형 인간 컴퓨터 상호작용을 위한 햅틱 마우스 시스템을 제작한다. 제작한 햅틱 마우스는 진동감각 뿐 아니라 온열감도 제공하기 때문에 사용자는 더욱 몰입감 있게 가상의 공간을 경험할 수 있다. 진동 감각과 온열감을 제공하기 위하여 편심모터들과 솔레노이드, 그리고 펠티어 엑츄에이터를 이용하였으며 제작한 시스템의 평가를 위하여 레이싱 게임 프로토타입을 구현하여 테스트를 수행한다. 실험결과로부터 본 햅틱 마우스는 가상 공간에서 사용자에게 사실감을 전달함을 알 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.312-316
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• 2004

In this study, a spatial 3-dof haptic mechanism is implemented. The implemented mechanism does not employ the gear transmissions as velocity reducers for all three joints but uses wire-based transmissions, thereby it is able to minimize the frictions significantly. Also, by employing the structure of the four-bar mechanism to drive third joint from close to the base, the mechanism is able to minimize the inertia effect from the third actuator very effectively. Its kinematic analysis such as position and velocity analyses are performed first. Then, its operating software development, hardware implementation, and the related interfaces between a PC and the implemented Haptic device are completed. To evaluate its potential and its performance as a haptic device, a experiment generating a virtual constraint in a operational task space is conducted and preliminary results are discussed.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.171.1-171
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• 2001

This paper describes the design and implementation of a new type of a force reflective joystick. It has single degree of freedom that is actuated by motor and brake pair. The use of motor and brake allows various objects to be simulated without the stability problem and related safety issues involved with high torque motors only. The joystick performance is measured by its ability to simulate various test objects. Simple test objects are modeled as a benchmark test of the system´s performance and to evaluate different control approaches for hybrid motor/brake actuator. The force output joystick is capable of simulating forces in a variety of virtual environments. This device demonstrates the effectiveness of a hybrid motor/brake haptic actuator.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.1210-1220
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• 2011

본 논문에서는 PC 상의 가상환경과 사용자간의 몰입형 상호작용 인터페이스로서 햅틱 마우스 시스템을 제안한다. 제안하는 햅틱 마우스는 진동감각 및 온열감을 제공하여 몰입감을 높인다. 진동 모듈은 편심모터와 솔레노이드 액추에이터로 구성하였으며 온열감 모듈은 작은 필름형태의 온도 센서와 펠티어 효과기반의 열 펌프를 이용하여 구축한다. 본 햅틱 마우스 시스템의 효용성을 보이기 위해 레이싱 게임 어플리케이션을 제작한 후 이를 사용하여 실험을 수행한다. 실험 결과로부터 제안하는 햅틱 마우스가 가상환경에서 몰입감을 증가시키며 가상환경과 사용자간의 효과적인 인터페이스로 사용될 수 있음을 증명한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.111-118
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• 1999

함반영 촉각장치(Force-Reflecting haptic Interface)는 인간이 컴퓨터에 의해 생성한 가상의 세계에 손의 위치 정보를 제공하고 가상의 손이 가상 환경에 접촉했을 때 인간에게 촉각을 전달하는 장치이다. 본 논문에서는 컴플라이언스 제어가 비교적 용이한 초음파 모터 액츄에이터를 사용하여 직접구동 방식으로 촉각장치를 설계하였다. 렌더링 알고리즘을 이용하여 가상의 벽, 가상 버튼, 가상 구멍 등의 기본적인 역감실험을 한 결과 힘 반영에 의한 역감을 제시받을 수 있었다.