In this study, we establish hyper-elastic haptic feedback in a virtual environment using finite element analysis techniques and develop a Force Torque (FT) sensor utilization method for application in tele-operation environments. In general, regarding haptic feedback data, in a tele-operation environment, the user is provided with feedback according to the measured force data when the model is inserted through an FT sensor. Conversely, in a virtual environment, the press-fitting model can be expressed through the spring-damper system rather than an FT sensor to provide feedback. However, unlike rigid and the elastic bodies, the hyper-elastic body represented by a spring-damper system in a virtual environment is a simple impedance model using stiffness and damping coefficients; it is limited in terms of providing actual feedback. Thus, in this study, haptic feedback was implemented using the data obtained from POD-RBF analysis results during hyper-elastic press-fitting experiments. The haptic feedback mechanism developed in this study was verified by comparing the FT sensor feedback data measured and calculated through hyper-elastic press-fitting experiments with spring-damper feedback data. Subsequently, the POD-RBF analysis feedback was compared and evaluated against the feedback mechanism of each environment through the test subject, and the similarities between the POD-RBF analysis feedback and FT sensor data feedback were verified.
In this paper, we suggest a haptic interface and a framework of interaction with haptic feedback based Windows graphical user interface (GUI) in a computing device with touch screen. The events that occur during a user interacts with Windows interfaces through a touch screen are filtered out by the Windows Interface Message Filter (WIMF) and converted into appropriate haptic feedback information by the Haptic Information Provider (HIP). The haptic information are conveyed to users through a stylus-like haptic interface interacting with a touch screen. Major Windows interaction schemes including button click, menu selection/pop-up, window selection/movement, icon selection/drag & drop and scroll have been implemented and user tests show the improved usability since the haptic feedback helps intuition and precise manipulation.
A technology roadmap was developed for haptic interface technologies to be applied to games. Haptic interface technologies are expected to play an important role in games to provide gamers with interaction and immersive perception in near future, even though haptic interface technologies have been less studied than other perception-related technologies with respect to games. Information on two types of haptic interfaces - portable and desktop - and their evolution processes were analyzed in terms of technological demands. Haptic feedback technologies to realize these demands were inspected with the time frame and haptic feedback technologies were derived using a technology tree. The technology roadmap of haptic interfaces in game was finally constructed by mapping the technological demands in time with game technology trends. The technology roadmap of haptic interfaces will have implications on developing haptic interfaces to be applied to many applications including virtual realities and games.
Lee, Jaebong;Lee, Kyusong;Phuong, Hoang Minh;Lee, Hojin;Lee, Gary Geunbae;Choi, Seungmoon
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.20
no.8
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pp.815-821
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2014
In this paper, we propose a novel CALL (Computer-Assisted Language Learning) system, which is called POMY (POSTECH Immersive English Study). In our system, students can study English while talking to characters in a computer-generated virtual environment. POMY also supports haptic feedback, so students can study English in a more interesting manner. Haptic feedback is provided by two platforms, a haptic chair and a force-feedback device. The haptic chair, which is equipped with an array of vibrotactile actuators, delivers directional information to the student. The force-feedback device enables the student to feel the physical properties of an object. These haptic systems help the student better understand English conversations and focus on studying. We conducted a user experiment and its results showed that our haptic-enabled English study contributes to better learning of English.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.18
no.2
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pp.156-160
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2012
In this paper, we investigate the effect of asynchronous haptic and video feedback on the performance of teleoperation. To analyze the effect, a tele-manipulation experiment is specially designed, which operator moves square objects from one place to another place by using master/slave telerobotic system. Task completion time and total number of falling of the object are used for evaluating the performance. Subjective study was conducted with 10 subjects in 16 different combinations of video and haptic feedback while participants didn't have any prior information about the amount of each delay. Initially we assume that synchronized haptic and video feedback would give best performance. However as a result, we found that the accuracy was increased when haptic and video feedback was synchronized, and the completion time was decreased when one of the feedback (either haptic or video) was decreased. Another interesting fact that we found in this experiment is that it showed even better accuracy when haptic information arrives little bit earlier than video information, than the case when those are synchronized.
In this paper, we develop a haptic mouse system for immersive human computer interaction. The proposed haptic mouse system can provide vibrotactile feedback as well as thermal feedback for realistic virtual experience. For vibrotactile and thermal feedback, we use eccentric motors, a solenoid, and a peltier actuator. In order to evaluate the proposed haptic mouse, we implement a racing game prototype system. The experimental result shows that our haptic mouse is expected to be useful in experiencing virtual world.
Medicine is one of great application fields where Virtual Reality (VR) technologies have been successfully utilized. The VR technologies in medicine bring together an interdisciplinary community of computer scientists and engineers, physicians and surgeon, medical educator and students, military medical specialists, and biomedical futurists. The primary feedback of a VR system has been visual feedback. The complex geometry for graphic objects and utilizing hardware acceleration can be incorporated with in order to produce realistic virtual environments. To enhance human-computer interaction (HCI), in term of immersive experiences perceived by users, haptic, speech, olfactory and other non-traditional interfaces should also be exploited. Among those, hapic feedback has been tightly coupled with visual feedback. The combination of the two sensory feedbacks can give users more immersive, realistic and perceptive VR environments. Haptic feedback has been studied over decades and many haptic based VR systems have been developed. This paper focuses on haptic feedback in term of its medical usages. It presents a survey of haptic feedback techniques with their applications in medicine.
IEMEK Journal of Embedded Systems and Applications
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v.10
no.3
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pp.157-164
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2015
In this paper we propose a walking aid system for blind people by exploiting a haptic feedback equipment. The proposed system is a form of haptic feedback cane which is composed of MCU, communication module, sensing module and actuator. The proposed system recognizes obstacles around the blind by using ultrasonic sensors in the sensing module. Moreover, the system generates feedback information about the detected obstacle and then notifies the information to the blind through the actuator. The blind can notice the direction of the detected obstacle with the haptic feedback equipment and vibration motor. Futhermore, the proposed system controls a nearby IoT(Internet of Things) system by utilizing push buttons through the ZigBee communication. Finally, the blind can easily decide the direction of the obstacle without interference of terrain feature by using the proposed system.
This paper presents a new miniature haptic display to convey ample haptic information to a user of a handheld interface. There are buttons on interfaces or general electronic devices, but existing buttons provide haptic feedback of only one passive pattern to a user. Because humans perceive tactile and kinesthetic information simultaneously when they handle objects the proposed actuator provides both sensations at once. It is able to generate various levels of kinesthetic sensations when pressing a button under diverse situations. Also, vibrotactile feedback can be delivered for exciting haptic effects with numerous patterns. Its performance was evaluated in accordance with the resistive force by changing the intensity of the input current. Experiments show that the proposed actuator has the ability to provide numerous haptic sensations for more realistic and complex haptic experiences.
As an effort to maximize the immersiveness of user experience in virtual reality, there have been constant efforts to provide a user with tactile sensation by providing haptic feedback. Most of the haptic feedback methods, however, can create only limited or unrealistic haptic sensations since they utilize affordable actuators such as a vibrotactile actuator. When it comes to martial arts training or a game, the limitation of such haptic feedback is apparent due to the significant difference between the physical impact of hitting an object and the sensation departed from a vibrotactile actuator. Noting this, we proposed a haptic impact system that can create a haptic impact when the user hits a virtual object with the fist. The haptic interface uses a quick-return mechanism that can deliver haptic impact feedback to a user's fist. The realism of the haptic impact was evaluated by conducting a human-subject experiment. The results indicate a significant effect of haptic feedback on the realism of the virtual impact.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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