• 한국정밀공학회지
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• 제28권5호
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• pp.638-647
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• 2011

Various approaches directly using vibrations of speakers have been suggested to effectively display the aural information such as the music to the hearing-impaired or the deaf. However, in these approaches, the human can't sense the frequency information over the maximum perceivable vibro-tactile frequency (around 1kHz). Therefore, in this study, an approach via spectral modulation of compressing the high frequency audio information into perceivable vibro-tactile frequency domain and outputting the modulated signals through the designated speakers is proposed. Then it is shown, through simulations of using Short-Time Fourier Transform (STFT) with Hanning windows and through preliminary experiments of using the vibro-tactile display testbed which is built and interfaced with a notebook PC, that the modulated signal of a natural sound composing sounds of a frog, a bird, and a water stream could produce the noise-free signal suitable enough for vibro-tactile speakers without causing Significant interfering disturbances, Lastly, for three different combinations of information provided to the subject, that is, i) with only video image, ii) with video image along with the modulated vibro-tactile stimuli as proposed in this study to the forearm of the subject, and iii) with video image along with full audio information, the effects to the human sense of reality and his emotion to given audio-video clips including various sounds and images are investigated and compared. It is shown from results of those experiments that the proposed method of providing modulated vibro-tactile stimuli along with the video images to the human has very high feasibility to transmit pseudo-aural sense to the human.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.708-716
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• 2009

테이블 탑 디스플레이를 이용하여 만든 응용프로그램은 손을 사용함으로써 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공한다. 따라서 사용자는 테이블 탑 디스플레이에서 보여 지는 가상화면에서 실제 물체를 조정하는 듯한 현실감올 느낄 수 있다. 그러나 대부분의 테이블 탑 디스플레이 응용 증강현실 시스템은 시각적인 감각만을 충족시킨다는 제한사항을 가진다. 본 논문에서는 보다 현실감 있는 증강현실을 제공하기 위해 가상 객체에 충돌이 발생할 경우 객체 컨트롤 장치가 진통하게 함으로써 촉각 부분도 지원하는 다중 감각기반 인터페이스를 제안한다. 제안된 시스템은 에어하키 응용 구현을 통해 시각 및 청각적인 증강현실과 연동하여 가상환경의 충돌 정보를 무선통신으로 전송함으로써 촉각적인 증강현실을 반영함을 보인다. 본 연구에서는 시각지원과 함께 촉각지원을 추가함으로써 증강현실의 현실감을 증대시키고, 손 이외의 다른 장치를 사용하여 테이블 탑 디스플레이의 사용 환경을 확장시켜 보다 실감나는 인터페이스 환경을 제공한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.145-150
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• 2005

This paper presents an Electrotactile Display System (ETCS). One of the most important human sensory systems for human computer interaction is the sense of touch, which can be displayed to human through tactile output devices. To realize the sense of touch, electrotactile display produces controlled, localized touch sensation on the skin by passing small electric current. In electrotactile stimulation, the mechanoreceptors in the skin may be stimulated individually in order to display the sense of vibration, touch, itch, tingle, pressure etc. on the finger, palm, arm or any suitable location of the body by using appropriate electrodes and waveforms. We developed an ETCS and investigated effectiveness of the proposed system in terms of the perception of roughness of a surface by stimulating the palmar side of hand with different waveforms and the perception of direction and location information through forearm. Positive and negative pulse trains were tested with different current intensities and electrode switching times on the forearm or finger of the user with an electrode-embedded armband in order to investigate how subjects recognize displayed patterns and directions of stimulation.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.646-654
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• 2002

인간의 촉각감지 기능은 주위환경에 대한 중요한 정보를 제공하여 준다. 촉각 정보는 우리의 신체와 외부세계와의 접촉에 따른 위치 정보와 물체를 인지하고 조작하기 위한 감각적 정보 뿐 아니라 위험 여부까지 판단할 수 있는 정보를 제공해 준다. 그러나 촉각은 시각과 청각에 비해 상대적으로 덜 중요한 감각으로 인식되어져 왔으나, 가상현실과 컴퓨터 게임에 있어서는 중요한 역할을 수행할 수 있다. 촉각을 통해 플레이어가 가상 세계의 물체에게 직접 영향을 줄 수도 있고 받을 수도 있는 적극적인 인간 감각이기 때문이다. 본 논문에서는 인간의 촉각의 특성을 조사하고 이를 응용하기 위한 힘 감지 센서를 사용한 연구방법을 제시한다. 또한 실제적인 게임적용을 위하여 간단한 힘 모델링과 구조체 형식을 제안한다. 그 결과 센서 출력을 분석하여 힘의 분포, 크기, 중심을 구하고 이 정보를 응용하여 특정부위에 대한 작용, 반작용을 구현 할 수 있다. 본 결과는 컴퓨터 게임과 가상현실에서 촉각 감지와 응용을 위한 기본 자료로 활용될 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제29권3호
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• pp.305-310
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• 2007

If a virtual object in a virtual environment represented by a stereo vision system could be touched by a user with some tactile feeling on his/her fingertip, the sense of reality would be heightened. To create a visual impression as if the user were directly pointing to a desired point on a virtual object with his/her own finger, we need to align virtual space coordinates and physical space coordinates. Also, if there is no tactile feeling when the user touches a virtual object, the virtual object would seem to be a ghost. Therefore, a haptic interface device is required to give some tactile sensation to the user. We have constructed such a human-computer interaction system in the form of a simple virtual reality game using a stereo vision system, a vibro-tactile device module, and two position/orientation sensors.

• Design & Manufacturing
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• 제6권2호
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• pp.59-63
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• 2012

In various industries, tactile recognition has been one of the important ways in displaying information because peoples like to touch and feel. Especially, how much the tactile information is efficiently recognizable is crucial for visually impaired persons in their daily lifes. However, existing design guidelines are insufficient to lead good tactile recognition. In this study, an experiment was performed to investigate proper tactile shapes (relievo / intaglio vs. filled / unfilled), sizes and depths for efficient tactile recognition. Moreover, this study scrutinized whether the recognition speed or error was varied depending on the type of displayed symbols (open vs. closed types) in tactile. The experimental results revealed that the 'relieve-filled' shape type was more rapidly recognizable than the other shapes, and the 'closed' type symbols (e.g., ${\square }$. ${\bigcirc}$) were more robustly recognizable than the 'open' type symbols (e.g, +, ^). Several design guidelines were presented based on the results. These guidelines can be applied to the design of tactile buttons in the devices that users should control them without visual attention, such as car steering wheels or MP3 players.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.451-456
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• 2005

This paper describes three kinds of experiments and analysis of their results related to human tactile sensitivity using an integrated tactile display system. The device can provide vibration, normal pressure and lateral slip/stretch which are important physical quantities to sense texture. We have tried to find out the efficient method of stimulating, limitation of surface discrimination by kinesthetic farce feedback and the effectiveness of the combination of kinesthetic force and tactile feedback. Seven kinds of different stimulating methods were carried out and they are single or combination of the kinesthetic force, normal static pressure, vibration, active/passive shear and moving wave. Both prototype specimen and stimulus using tactile display were provided to all examinees and they were allowed to answer the most similar sample. The experimental results show that static pressure is proper stimulus for the display of micro shape of the surface and vibrating stimulus is more effective for the display of fine surface. And the sensitivities of active touch and passive touch are compared. Since kinesthetic force feedback is appropriate to display shape and stiffness of an object, but roughness display has a limitation of resolution, the concurrent providing methods of kinesthetic and tactile feedback are applied to simulate physical properties during touching an object.

• 산업기술연구
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• 제19권
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• pp.351-359
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• 1999

If the tactile sense is introduced to engineering and industries, it may provide more realistic virtual tactile sensing to human and it is possible to develop product that satisfy various consumer's taste. This paper presents a compliance emulator system as a new concept of tactile reproduction simulator which uses magnetic levitation in order to minimize friction and emulates compliance only along the vertical direction. Compliance is one of the important mechanical properties of the object related to tactile sensing of the human. The implemented system equipped with an analog LVDT sensor for a position sensor and employs a PD control with gravity compensation to emulate the specified compliance. To compensate the limited range of the system, the method of attaching the spring with various magnitude of stiffness to the system is adopted and its preliminary test is performed to confirm the validity of the method.

• 한국음향학회지
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• 제38권4호
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• pp.467-475
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• 2019

고출력의 초음파는 매질을 진행하면 음향 흐름과 음향 방사힘을 만들어낸다. 공기를 매질로 하는 3차원 공간상에 음향 방사힘을 발생시키면 입체적인 촉감을 형성할 수 있으므로 공간적인 정보를 직접 피부에 촉각으로 전달할 수 있다. 본 논문은 40 kHz의 작은 초음파 송신자 154개를 묶어 오목한 형태로 배열시켜서 초음파를 송신하여 집속초점에서 음향 방사힘을 발생시켰다. 초음파 음장의 초점의 근처에서 음향 방사힘에 의한 촉각을 확인하였다. 촉각 감도를 올리기 위하여 송신 초음파를 60 Hz의 구형파로 진폭 변조를 하였다. 초음파 촉각의 응용으로 음향 방사힘이 형성되는 허공에 촉각이 감지되는 영역을 형성시켜서, 손의 위치를 지정하는 지시자로 사용하였다. 촉각이 감지되는 초점위치에 있는 손의 모양을 영상 입력으로 받아서 손가락의 개수를 기계에 피드백하는 시스템을 구현함으로써 초음파를 이용한 촉각의 유용성을 확인하였다.

• 전자공학회논문지T
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• 제36T권1호
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• pp.64-70
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• 1999

본 논문에서는 매니퓰레이터로 작업체 이동시 이동방향 가, 감속에 따른 미끄럼, 회전등의 위치에러 방지를 위한 그리퍼 힘 제어를 작업계획도를 설정해 구간별로 알아본다. 또한 작업체와 매니퓰레이터사이에 가장 정확한 정보를 제공할 수 있는 tactile 센서를 그리퍼에 부착해 연속적으로 tactile 영상 데이터 추론을 통해 미끄럼과 회전을 감지한다. 계산된 파지력과 감지된 에러량 비교를 통해 보상제어와 이를 응용한 최적의 파지력을 구할 수 있다. tactile 센서로는 압각센서인 FSR(Froce Sensing Resistor)을 사용해 22×22 센서회로를 구성하였다. 전처리로써 연속적인 taxel 수를 문턱값으로 설정해 필터링 작업을 하였고, 모멘트 메써드를 감지 알고리즘으로 사용해 실험하였다.