• 제목/요약/키워드: haptic

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초음파 방사힘을 이용한 손바닥의 촉각 인식과 응용 (Haptic recognition of the palm using ultrasound radiation force and its application)

  • 김선애;김태양;이열음;이수연;정목근;권성재
    • 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.

새로운 팔 스윙 보행 패턴 기반 보행 안전 시스템 (A New Arm Swing Walking Pattern-based Walking Safety System)

  • 이경민;인치호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.88-95
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    • 2020
  • 본 논문에서는 고령 보행자의 안전한 보행을 위한 새로운 팔 스윙 보행 패턴 기반 보행안전 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 스마트 밴드, 스마트 워치 등 햅틱 기반의 디바이스를 활용한 고령 보행자용 보행 안전 시스템으로 기존의 하지 운동의 보행 패턴으로 보행자의 낙상 상황을 인지하기 어려운 문제점을 해결하기 위해 팔 스윙 기반의 보행 패턴을 활용한다. 팔 스윙 기반 보행 패턴은 디바이스의 가속도 센서를 이용한 팔의 스윙을 통해 걸음수 및 보행자의 낙상 상황을 인지하며 낙상 상황이 발생하는 위치를 데이터베이스화하여 고령 보행자에게 낙상 발생 예상 위치 근처를 보행할 시 경고 메시지를 전달하여 고령자에게 보행 안전을 제공한다. 이러한 시스템을 통해 고령자의 안전한 보행 권리 및 환경 개선할 수 있을 것으로 기대한다.

전자석 액추에이터를 통한 촉각 디스플레이 구현 (Implementing Tactile Display via Electromagnetic Actuator)

  • 김주윤;성기광;김지호;박현철;최고운하늘한아름
    • 적정기술학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.146-150
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    • 2020
  • 4차 산업혁명에 의한 급변하는 기술 발전 과정에서 정보취약계층을 위한 보조공학기술은 종종 간과되고 있다. 본 논문에서는 차세대 보조공학기술로써 전자석 액추에이터를 적용한 촉각 디스플레이를 소개하고자 한다. 다중배열 구조의 촉각 디스플레이는 셀의 크기와 간격을 좁혀 직선과 곡선을 통해 그림, 지도, 그래픽 등을 출력한다. 이는 시각장애인들이 촉각으로 2차원 정보를 확인 할 수 있게 만들고, 기존 정보통신 기술(ICT)와 융합하여 더 많은 정보를 제공한다. STEM교육(과학, 기술, 공학, 수학)에 접근할 수 있는 교육환경을 제공할 뿐만 아니라 대중교통, 공공인프라 등 스마트시티의 다양한 분야에까지도 적용될 수 있다. 본 논문에서는 전자석 액추에이터의 연구 및 제작과정을 설명하고, 그 적용 사례를 중심으로 해당 기술이 함의하는 사회, 경제적 가치와 가능성에 대해 살펴보고자 한다.

메타버스 기반 경찰 교육훈련모델 구축 방안에 관한 연구 (A Study on the Establishment of Metaverse-based Police Education and Training Model)

  • 오세연
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.487-494
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    • 2022
  • 연구목적: 본 연구는 시대적 환경의 변화에 따른 경찰의 다양한 활동에 대한 성과를 효율적으로 증진시킬 수 있는 메타버스 기반 경찰교육훈련모델을 제안하고자 한다. 연구방법: HMD과 햅틱기술을 이용하여 표현되는 Avatar Controller를 생성하고, Network Interface에 접속하여 Cloud Education Server에서의 지휘통제모듈과 교육훈련콘텐츠모듈, 분석모듈 등을 통하여 개인 또는 팀 단위로 교육훈련 할 수 있다. 연구결과: 본 연구의 제안모델에서는 개인이나 팀 단위의 메타버스 기반 교육훈련 시 지휘통제모듈을 접목시킴으로써 테러나 범죄 상황 전반에 대하여 지휘감독요원들이 실시간으로 상황을 모니터링하여 지휘통제 하에 대응훈련을 하게 함으로써 팀원들 간의 유기적인 협업훈련도 가능하게 하였다. 결론: 메타버스를 기반으로 한 개인 또는 팀 단위의 경찰교육훈련은 몰입감, 상호작용 그리고 다양한 상황에서의 신속한 판단 등을 바탕으로 현실과 거의 흡사한 환경을 조성함으로써 보다 더 효율적이고 안전적인 교육훈련환경을 제공할 수 있기 때문에 향후 각국에서 메타버스를 기반으로 한 교육훈련 대응모델들은 지속적으로 성장하며 교육훈련에 있어서 새로운 대안으로 제시될 것으로 기대된다.

수태음폐경 노선에 대한 고찰: 천부·협백을 중심으로 (Discussion on the Route of Lung Meridian: Focus on LU3 and LU4)

  • 송석모
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제39권4호
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    • pp.172-183
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    • 2022
  • Objectives : An error was found in the recent standard by the World Health Organization (WHO) on the locations of the Upper arm Route of Lung Meridian (URLM) and its acupoints LU3 and LU4. This possible incorrect information is being taught throughout Korean medicine colleges nationwide, which follow WHO standards. Therefore, an investigation is required to sort out this discrepancy based on the evidence in historical documents. Methods : The location of WHO's URLM and LU3 and LU4 were compared with corresponding information in the classical literature. The anatomical structure mentioned in these classical documents was examined. Finally, an assessment was conducted on whether this structure is reflected in the WHO standards. Results : Classical literature prior to the early 20th century records the locations of the Lung Meridian and LU3 and LU4 of the upper arm to be in the artery on the medial aspect. This artery corresponds to the brachial artery. The location established by the WHO is on the anterolateral side of the upper arm, where no large arteries exist that can be found by haptic search or angiographically. The anterolateral side of the upper arm belongs to the Yang aspect, which does not coincide with the Yin aspect of Lung Meridian. Conclusions : The WHO's URLM and LU3-4 standards do not agree with the classical literature. The correct route must coincide with the brachial artery passing through the medial side of the humerus. The actual location of LU3-4 is on the medial aspect of the arm, just medial to the border of the biceps brachii muscle, on the brachial artery, 3-4 B-cun inferior to the anterior axillary fold.

Gesture Control Gaming for Motoric Post-Stroke Rehabilitation

  • Andi Bese Firdausiah Mansur
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권10호
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    • pp.37-43
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    • 2023
  • The hospital situation, timing, and patient restrictions have become obstacles to an optimum therapy session. The crowdedness of the hospital might lead to a tight schedule and a shorter period of therapy. This condition might strike a post-stroke patient in a dilemma where they need regular treatment to recover their nervous system. In this work, we propose an in-house and uncomplex serious game system that can be used for physical therapy. The Kinect camera is used to capture the depth image stream of a human skeleton. Afterwards, the user might use their hand gesture to control the game. Voice recognition is deployed to ease them with play. Users must complete the given challenge to obtain a more significant outcome from this therapy system. Subjects will use their upper limb and hands to capture the 3D objects with different speeds and positions. The more substantial challenge, speed, and location will be increased and random. Each delegated entity will raise the scores. Afterwards, the scores will be further evaluated to correlate with therapy progress. Users are delighted with the system and eager to use it as their daily exercise. The experimental studies show a comparison between score and difficulty that represent characteristics of user and game. Users tend to quickly adapt to easy and medium levels, while high level requires better focus and proper synchronization between hand and eye to capture the 3D objects. The statistical analysis with a confidence rate(α:0.05) of the usability test shows that the proposed gaming is accessible, even without specialized training. It is not only for therapy but also for fitness because it can be used for body exercise. The result of the experiment is very satisfying. Most users enjoy and familiarize themselves quickly. The evaluation study demonstrates user satisfaction and perception during testing. Future work of the proposed serious game might involve haptic devices to stimulate their physical sensation.

Wearable Computers

  • Cho, Gil-Soo;Barfield, Woodrow;Baird, Kevin
    • 섬유기술과 산업
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    • 제2권4호
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    • pp.490-508
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    • 1998
  • One of the latest fields of research in the area of output devices is tactual display devices [13,31]. These tactual or haptic devices allow the user to receive haptic feedback output from a variety of sources. This allows the user to actually feel virtual objects and manipulate them by touch. This is an emerging technology and will be instrumental in enhancing the realism of wearable augmented environments for certain applications. Tactual displays have previously been used for scientific visualization in virtual environments by chemists and engineers to improve perception and understanding of force fields and of world models populated with the impenetrable. In addition to tactual displays, the use of wearable audio displays that allow sound to be spatialized are being developed. With wearable computers, designers will soon be able to pair spatialized sound to virtual representations of objects when appropriate to make the wearable computer experience even more realistic to the user. Furthermore, as the number and complexity of wearable computing applications continues to grow, there will be increasing needs for systems that are faster, lighter, and have higher resolution displays. Better networking technology will also need to be developed to allow all users of wearable computers to have high bandwidth connections for real time information gathering and collaboration. In addition to the technology advances that make users need to wear computers in everyday life, there is also the desire to have users want to wear their computers. In order to do this, wearable computing needs to be unobtrusive and socially acceptable. By making wearables smaller and lighter, or actually embedding them in clothing, users can conceal them easily and wear them comfortably. The military is currently working on the development of the Personal Information Carrier (PIC) or digital dog tag. The PIC is a small electronic storage device containing medical information about the wearer. While old military dog tags contained only 5 lines of information, the digital tags may contain volumes of multi-media information including medical history, X-rays, and cardiograms. Using hand held devices in the field, medics would be able to call this information up in real time for better treatment. A fully functional transmittable device is still years off, but this technology once developed in the military, could be adapted tp civilian users and provide ant information, medical or otherwise, in a portable, not obstructive, and fashionable way. Another future device that could increase safety and well being of its users is the nose on-a-chip developed by the Oak Ridge National Lab in Tennessee. This tiny digital silicon chip about the size of a dime, is capable of 'smelling' natural gas leaks in stoves, heaters, and other appliances. It can also detect dangerous levels of carbon monoxide. This device can also be configured to notify the fire department when a leak is detected. This nose chip should be commercially available within 2 years, and is inexpensive, requires low power, and is very sensitive. Along with gas detection capabilities, this device may someday also be configured to detect smoke and other harmful gases. By embedding this chip into workers uniforms, name tags, etc., this could be a lifesaving computational accessory. In addition to the future safety technology soon to be available as accessories are devices that are for entertainment and security. The LCI computer group is developing a Smartpen, that electronically verifies a user's signature. With the increase in credit card use and the rise in forgeries, is the need for commercial industries to constantly verify signatures. This Smartpen writes like a normal pen but uses sensors to detect the motion of the pen as the user signs their name to authenticate the signature. This computational accessory should be available in 1999, and would bring increased peace of mind to consumers and vendors alike. In the entertainment domain, Panasonic is creating the first portable hand-held DVD player. This device weight less than 3 pounds and has a screen about 6' across. The color LCD has the same 16:9 aspect ratio of a cinema screen and supports a high resolution of 280,000 pixels and stereo sound. The player can play standard DVD movies and has a hour battery life for mobile use. To summarize, in this paper we presented concepts related to the design and use of wearable computers with extensions to smart spaces. For some time, researchers in telerobotics have used computer graphics to enhance remote scenes. Recent advances in augmented reality displays make it possible to enhance the user's local environment with 'information'. As shown in this paper, there are many application areas for this technology such as medicine, manufacturing, training, and recreation. Wearable computers allow a much closer association of information with the user. By embedding sensors in the wearable to allow it to see what the user sees, hear what the user hears, sense the user's physical state, and analyze what the user is typing, an intelligent agent may be able to analyze what the user is doing and try to predict the resources he will need next or in the near future. Using this information, the agent may download files, reserve communications bandwidth, post reminders, or automatically send updates to colleagues to help facilitate the user's daily interactions. This intelligent wearable computer would be able to act as a personal assistant, who is always around, knows the user's personal preferences and tastes, and tries to streamline interactions with the rest of the world.

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골프코스의 공간적 특성에 관한 연구 (A Study on the Spatial Characteristics of Golf Courses)

  • 김정호
    • 한국조경학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.15-26
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 시간의 흐름에 따라 생성되는 사건을 매개체로 하여 골프코스를 해석하고자 하는 것이다. 골프경기를 하면서 티샷, 두 번째 샷, 피팅, 홀아웃과 같은 다양한 사건이 발생하는데, 이러한 사건들을 바탕으로 버디, 파, 보기, 더블보기와 같은 준원인에 의한 사건의 계열화가 발생한다. 그러나 이러한 사건의 계열화는 항상 예측할 수 없는 방향으로 진행된다. 이러한 예측 불가능한 사건의 발생은 공간의 특성을 변화시키는 동시에 골퍼에게는 잊을 수 없는 체험을 제공한다. 질 들뢰즈는 공간의 특성을 홈 패인 공간과 매끈한 공간으로 구분하고 있다. 홈 패인 공간이란 차원적이고 계산되어지고 중심을 가지는 원거리적 공간으로 정주민적 공간의 특성을 지니는 공간이며, 매끈한 공간은 방향적이고 탈중심적이며 촉지적인 근거리적 공간으로 유목민적 공간의 특성을 지니는 공간을 말한다. 본 연구는 이러한 매끈한 공간과 홈 패인 공간을 개념적 기준으로 하여 공간의 특성을 분석하였다. 골프코스는 본래 인공적으로 설계된 매끈한 공간의 특성을 지니고 있으나, 골프경기가 진행되면서 사건생성적인 공간으로 변모한다. 즉, 동적이고 변화무쌍하며, 스케일이 장소에 따라 가변화되는 매끈한 공간으로 탈바꿈하게 된다. 경기를 진행함에 따라 이러한 공간적 특성의 반전은 예측할 수 없는 다양한 사건을 통하여 반복된다. 또한, 경기의 주체인 골퍼는 정위-중심설정-한정-순치라는 일련의 장소만들기 과정을 통하여 골프코스와의 역동적, 유기적 맞물림을 통하여 현상학적 체험과정을 느끼게 된다.

전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 제어기 설계 (Design of the control Algorithm for Improvement of the Convenience the Active-type Walking Aid)

  • 이동광;공정식;고민수;강성재;이석민;이응혁
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.17-25
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    • 2011
  • 본 논문은 전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 최적의 제어 이득을 찾고 제어 알고리즘을 설계하였다. 최근 노인의 인구가 의료 기술의 발달로 급속히 증가되고 있으며, 다양한 이동형 보행보조기구는 삶의 질을 개선하기 위해 개발되고 있다. 이러한 이동형 제품 중 수동형 보행보조기는 노인의 보행의 힘을 도와주는 전동모터를 가지고 있지 않아 노인들이 충분한 근력이 없기 때문에 경사로 및 문의 문턱 등 고르지 않는 지형에서 이동하는데 제안사항이 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해 전동타입의 보행보조기를 개발하였다. 전동형 보행보조기는 수동형과 다르게 사용자가 조작을 해야 모터가 구동되는 구조이다. 이러한 구조는 사용자가 조작을 잘못 하였을 경우 상당한 불편함을 사용자에게 준다. 이러한 전동형 보행보조기를 수동형 보행보조기와 비교하여 조작의 편의성을 판단하고 기준을 만들어 사용자의 편의성에 대하여 제어 값을 변경하면서 사용자 편의성을 개선하였다. 본 논문에서는 보행의지를 인식하고 편의성의 성능을 측정할 수 있는 방법인 햅틱 센서를 소개하며 편의를 개선하는 제어 알고리즘을 제안한다. 또한 편의성의 평가는 COV(Center of Vehicle)와 사용자의 COP(Center of Position)과의 차이의 변화를 통해 상대적인 편의성을 평가하였다. 전동 타입 보행보조기와 새로운 측정방법을 도입하여 모든 과정을 실험을 통하여 확인 하였다.

웨어러블 디바이스를 활용한 운동 중 피드백 방식 연구 - 근력 운동에 대한 멀티 모달 피드백 적용을 중심으로 - (Desigining a Feedback for Exercises Using a Wearable Device)

  • 유현진;맹욱재;이중식
    • 한국HCI학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.23-30
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    • 2016
  • 현재 피트니스 트래커(fitness tracker)시장은 유산소 운동에만 초점을 맞춰 근력 운동 분야는 상대적으로 소외되어 있다. 최근 근력 운동 피트니스 트래커가 소수 출시되고 있으나, 운동 상황에 대한 고려가 부족하여 사람-기기 간 인터랙션에 불편함을 초래한다. 특히, 운동 중에는 신체의 움직임이 활발하므로, 손으로 기기를 휴대하거나 기기를 조작하는 상황은 사용자에게 부정적 경험을 유발한다. 웨어러블 디바이스는 항시적인 착용이 가능하므로, 손과 발의 사용이 자유로워 운동 중 피드백 제공에 효과적이다. 따라서, 이 연구에서는 웨어러블 디바이스를 통해 피드백을 감각하게 함으로써, 운동 수행자가 효과적인 운동을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이 연구에서는 다음 세 가지 연구 문제를 검증하였다. 1) 운동 상황에서 필요한 정보는 무엇인가? 2) 근력 운동 중, 어떤 감각 피드백이 선호되는가? 3) 근력 운동 중, 감각 피드백의 가치는 무엇인가? 그 결과, 첫째, 운동 수행자는 운동 단계 중, '운동 중'에 해당하는 정보가 가장 필요하다고 하였으며 '페이스 조절(횟수 카운팅, 동기 부여)'과 '자세 지도(문제점 진단, 자세 교정)'에 해당하는 정보를 가장 필요로 하였다. 둘째, 운동 중 선호되는 감각 피드백에 대해서는 청각 피드백, 촉각 피드백, 시각 피드백 순으로 만족도가 높았으며, 운동 강도가 높을수록 감각 피드백에 대한 만족도가 더 높았다. 셋째, 감각 피드백과 기기 피드백의 가치에 대해 비교한 결과, 기기 피드백과 사람이 제공하는 피드백에 대한 만족도, 유용성, 효용성이 비슷하게 나타났다. 결론적으로, 이 연구에서는 근력 운동 중, 웨어러블 디바이스를 활용한 감각 피드백의 디자인 가이드라인을 도출하였으며, 웨어러블 디바이스의 감각 피드백이 사람이 제공하는 피드백을 대체할 수 있다는 가능성을 확인하였다.