• 센서학회지
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• 제31권5호
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• pp.324-329
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• 2022

This paper proposes a shift-register-based multichannel ultrasonic focusing delay control method using a complex programmable logic device (CPLD) for a high resolution of ultrasonic focusing system. The proposed method can achieve the ultrasonic focusing through the delay control of driving signals of each ultrasonic transducer of an ultrasonic array. The delay of the driving signals of all ultrasonic channels can be controlled by setting the shift register in the CPLD. The experiment verified that the frequency of the clock used for the delay control increased, the error of the focusing point decreased, and the diameter of the focusing point decreased as the length of the shift register in the proposed method. The proposed method used only one CPLD for ultrasonic focusing and did not require to use complex hardware circuits. Therefore, the resources required for the design of an ultrasonic focusing system could be reduced. The proposed method can be applied to the fields of human computer interaction (HCI), virtual reality (VR) and augmented reality (AR).

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제12권6호
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• pp.275-284
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• 2023

가상 현실 시뮬레이션은 다양한 분야에서의 교육과 훈련에 활용이 되며, 특히 최근에는 의료 분야에서 많이 사용되고 있다. 교육/훈련용 시뮬레이터는 의사가 실제 수술 도구를 이용하여 실제 환자에 대해 처치를 하는 것과 같은 느낌이 나게 하는 촉감/역감 생성 및 영상/음향 출력 하드웨어와 여기에 실감 나는 영상과 촉감을 생성해주는 소프트웨어로 이루어진다. 기존의 시뮬레이터들은 수술 시에 사용되는 다양한 수술 도구들을 모사하기 위해 다양한 형태의 하드웨어들을 사용해야 하므로 복잡하고 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 이 논문에서는 포스 피드백 장치와 변형 가능한 햅틱 컨트롤러를 이용한 치과 수술 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 햅틱 하드웨어들은 수술 도구와 수술 부위의 충돌 여부를 파악하고 그에 따른 저항감과 진동감을 제공한다. 특히 길이 변화, 굽힘과 같은 변형이 가능한 햅틱 컨트롤러는 여러 수술 도구들의 형태에 따라 느껴지는 다양한 감각을 표현할 수 있다. 사용자가 햅틱 피드백 장치를 조작하면 햅틱 피드백 장치의 움직임이나 버튼 클릭 등의 이벤트가 시뮬레이션 시스템에 전달되어 치과용 수술 도구와 구강 내부 모델들 사이의 상호작용이 발생하고 이에 따른 햅틱 피드백이 햅틱 피드백 장치로 전달된다. 이러한 기반 기술들을 활용하여 정교한 3차원 모델로 표현된 가상 환경에서 대표적인 치과 수술기법인 매복 사랑니 발치 수술의 현실적인 훈련 경험을 제공한다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.222-233
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• 2010

Developed in this research is a TP (tangible prototyping) system, which consists of two modules; (1) a virtual reality model to evaluate the functions and appearance of the product, and (2) a haptic device to emulate tactile and kinesthetic properties of mechanical dial knobs. As an example, a washing machine is modeled using a commercial CAD system and transformed in VRML and X3D formats. Some dynamic behaviors and kinematic characteristics are programmed using X3D script and Java. Various haptic behaviors of the dial are generated by modulating torque profile according to the rotation angle. A torque profile measuring system is developed to evaluate the behaviors of the haptic dial physically. Haptic sensibility evaluations are accomplished using the TP by semantic differential method.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.29-36
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• 2006

촉감 제시 방법은 다른 사람에게 방해를 주지 않고 은밀하게 정보를 전달할 수 있는 장점이 있으며, 특히 시각 혹은 청각 장애인에게는 반드시 필요한 정보 전달의 수단이다. 또한 촉감을 이용한 정보의 전달은 시각 또는 청각을 이용한 정보전달의 방법을 보완하거나 때로는 대체할 수도 있다. 본 논문에서는 웨어러블, 모바일, 또는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용할 수 있는 착용 가능한 진동촉감 제시 장치를 제안한다. 이 진동촉감 제시 장치는 25개의 진동모터를 $5{\times}5$의 형태로 배열하여 문자, 숫자뿐만 아니라 다양하고 복잡한 패턴을 표시할 수 있다. 코인형 진동모터 각각을 스펀지로 감싸고 푹신푹신한 재질의 패드에 세워서 배열하여 진동의 퍼짐을 최소화하고 사람의 글씨 쓰는 순서에 따라 진동모터를 순차적으로 구동시키는 새로운 추적모드를 제안하여 사용자의 문자 및 숫자 인식률을 크게 향상시켰다. 사용자 성능 평가에서는 사용자의 발등에 영문 알파벳을 표시하여 86.7%의 인식률을 얻었으며 주행 또는 주차 중인 운전자에게 방향 정보를 제시한 실험에서도 83.9%의 정답률을 확인하였다. 또한 진동촉감 제시장치를 이용하여 휴대폰에서의 발신자 정보표시를 한다거나 네비게이션 시스템에 적용할 수 있는 등의 유용한 응용분야를 제시하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제48권4호
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• pp.405-413
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• 2021

이 연구의 목적은 펜-타입 quantitative light-induced fluorescence(QLF) 장비의 임상적 유구치 인접면 우식 탐지 성능을 평가하는 것이다. 이를 위해 형광 소실, 적색 자기형광 그리고 인접면 우식을 위해 간편화된 QLF 평가 기준(QS-proximal)이 사용되었으며 교익 방사선 영상과 비교, 평가되었다. 총 344개의 유구치 인접면이 분석되었으며 인접면 우식 병소는 시진과 방사선학적 검사 그리고 QLF 검진을 통하여 평가되었다. QLF 영상들을 이용하여 분석된 QLF 매개변수들과 QS-proximal을 방사선학적 평가와 비교하여 장비의 법랑질과 상아질 우식 탐지 능력에 대한 민감도, 특이도 그리고 area under receiver operating curve(AUROC)가 계산되었다. 두 QLF 매개변수 모두 준수한 상아질 우식 탐지 능력을 보였으며 AUROC은 △F = 0.794, △R = 0.750였다. QS-proximal(0.757 - 0.769)은 시진(0.653)보다 더 높은 AUROC을 나타내었다. 결론적으로 펜-타입 QLF 장비는 방사선학적 평가와 비교하여 임상적으로 적용 가능한 성능을 보였다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제10권4호
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• pp.518-528
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• 2022

Virtual Reality (VR) has been widely used in various applications to generate realistic virtual environments. A sense of immersion can be increased by providing additional stimuli such as tactile sensation to VR contents. However, it is still challenging to provide a realistic feel for the wind blowing over the whole body by smoothly controlling the airflow. To address this issue, we employ a household electric fan as a wind generating device to provide users with wind experience in VR environments. The wind generating device targets the whole body to mimic the wind we feel outside in our daily life. To do so, we present a low-cost method to smoothly control household fan speed using an Arduino microcontroller. Here, we use the Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) technique to generate the sinusoidal voltage required to drive the fan motor. Our experimental results show how Variable Voltage Variable Frequency (VVVF) is implemented at a low cost using our method for household fan speed control. The results can be applied to various VR applications to enhance the sense of immersion by providing users with realistic wind.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.157-160
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• 2019

P(VDF-TrFE-CFE) (Poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene)), which exhibits a high electrostriction of about 7%, can transmit tactile output as vibration or displacement. In this study, we investigated the applicability of P(VDF-TrFE-CFE) to wearable piezoelectric actuators. The P(VDF-TrFE-CFE) layers were deposited through spin-coating, and interspaced with patterned Ag electrodes to fabricate a two-layer $3.5mm{\times}3.5mm$ device. This layered structure was designed and fabricated to increase the output and displacement of the actuator at low driving voltages. In addition, a laser vibrometer and piezoelectric force microscope were used to analyze the device's vibration characteristics over the range of ~200~4,200 Hz. The on-off characteristics were confirmed at a frequency of 40 Hz.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.136-141
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• 2022

Purpose: This study aimed to develop a breath control training system for breath-hold technique and respiratory-gated radiation therapy wherein the patients can learn breath-hold techniques in their convenient environment. Methods: The breath control training system comprises a sensor device and software. The sensor device uses a loadcell sensor and an adjustable strap around the chest to acquire respiratory signals. The device connects via Bluetooth to a computer where the software is installed. The software visualizes the respiratory signal in near real-time with a graph. The developed system can signal patients through visual (software), auditory (buzzer), and tactile (vibrator) stimulation when breath-holding starts. A motion phantom was used to test the basic functions of the developed breath control training system. The relative standard deviation of the maxima of the emulated free breathing data was calculated. Moreover, a relative standard deviation of a breath-holding region was calculated for the simulated breath-holding data. Results: The average force of the maxima was 487.71 N, and the relative standard deviation was 4.8%, while the average force of the breath hold region was 398.5 N, and the relative standard deviation was 1.8%. The data acquired through the sensor was consistent with the motion created by the motion phantom. Conclusions: We have developed a breath control training system comprising a sensor device and software that allow patients to learn breath-hold techniques in their convenient environment.

• ETRI Journal
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• 제35권6호
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• pp.1001-1010
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• 2013

A sensible media simulation system for automobiles is introduced to open up new possibilities for an in-car entertainment system. In this paper, the system architecture is presented, which includes a virtuality-to-reality adaptation scheme. Standard data schemes for context and control information from the International Standard MPEG-V (ISO/IEC 23005) are introduced to explain the details of data formats, which are interchangeable in the system. A sensible media simulator and the implementation of a sensory device are presented to prove the effectiveness of the proposed system. Finally, a correlation between learning styles and sensory effects (that is, wind and vibration effects) is statistically analyzed using the proposed system. The experiment results show that the level of satisfaction with the sensory effects is unaffected overall by the learning styles of the test subjects. Stimulations by vibration effects, however, generate more satisfaction in people with a high tactile perception level or a low visual perception level.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.230-235
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• 2008

With the advent of the telecommunication era, a mobile phone becomes a necessary communication device in modern society. For silent tactile signal, vibration motors have become one of the generic components in most mobile phones. Conventional vibration motors employ three-phase windings with mechanical brushes for commutation. However, mechanical commutation in these prior arts greatly deteriorates its life span, reliability, and productivity due to structural intricacy. This paper introduces a novel design of solenoid-type vibrators using electromagnetic and mechanical analysis. The proposed vibrators have a simpler structure and longer life span by eliminating wear-prone commutation parts in vibration motors.