• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.75-78
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• 2015

Electric shock due to the increased use of power, equipment accidents, electrical accidents, such as electric fire and also continues to grow. To prevent electric shock accidents, an experience education is more effective than indoctrination education. But an electric shock experience education system required a proper physical stimulation on human body to experience electric shock. In this study, we conducted a study to take advantage of the realistic haptic interface using a low-frequency type experiential learning and prevention education. Results of this study could be applied to an electric shock experience education system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1813-1818
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• 2014

햅틱 시스템에는 사용자인 인간이 항상 포함되므로, 인간 임피던스에 의한 시스템 안정성 분석이 필요하다. 특히, 일차 홀드 방식의 햅틱 시스템에 대한 인간 임피던스의 안정성 영향 분석이 미진하다. 본 논문에서는 선형 2차 시스템으로 모델화된 인간의 임피던스 모델을 포함하는, 일차 홀드 방식의 햅틱 시스템에 대한 안정성을 루드-후르비쯔 (Routh-Hurwitz)안정성 판별법을 이용하여 해석했다. 가상 벽 모델인 가상 스프링 상수 ($K_w$)의 안정성 영역과 인간 임피던스의 질량 ($M_h$), 댐핑 ($B_h$),그리고 스프링 상수 ($K_h$)와의 관계를 루드-후르비쯔 안정성 판별법을 이용하여 분석한 결과, 스프링 상수 ($K_h$)가 일정할 때 가상 스프링 상수 ($K_w$)는 인간 임피던스의 질량 ($M_h$)과 댐핑 ($B_h$)의 제곱근에 비례했다. 또한 인간 임피던스의 질량 ($M_h$)또는 댐핑 ($B_h$)가 일정할 때 가상 스프링 상수 ($K_w$)는 스프링 상수 ($K_h$)의 0.48배만큼 감소했다. 이를 종합하여 $K_w{\leq}54413{\sqrt{(M_h+M_d)(B_h+B_d)}}-0.486K_h$의 모델을 제안했고, 이론 값들과 제시된 모델로부터 계산된 값을 비교한 결과 평균적인 상대오차가 0.5%로 작게 나타났다. 제시된 모델이 인간 임피던스 모델과 가상 스프링 상수와의 관계를 비교적 잘 표현하고 있다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권11호
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• pp.1044-1053
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• 2003

본 논문에서는 과학 교육 분야에서 기존의 교육방식이 갖고 있는 한계성을 극복하고 교육 및 학습 효과를 향상시키기 위한 방안으로 역감 제시 장치를 이용한 가상 현실 시스템을 제안한다. 제안된 시스템의 효용성과 응용가능성, 활용방법을 효과적으로 나타낼 수 있는 4가지 과학세계로 구성된 가상 과학 체험 공간을 구축하여 미시 세계에서는 원자간의 현상을, 마찰 세계에서는 스틱-슬립 마찰현상을, 기전 세계에서는 모터 및 발전기의 원리를, 거시 세계에서는 코리올리스 가속도로 인한 물리적 현상을 각 세계에서 역학적으로 모델링하고 역감 제시 장치와 인터페이스를 위한 에뮬레이션 기법을 고안한다. 그리고, 역감 제시 장치, HMD(Head Mounted Displays), 가상환경(스테레오 그래픽스와 GUI)을 포함한 디지털 제어기로 구성된 가상 과학 체험 시스템을 구축한다. 끝으로 본 연구를 통해 교육의 보조 매체와 학습의 도구로서 효율성을 극대화시키기 위한 가상 과학 체험 공간의 설계 및 구현에 관한 고려사항을 제시한다.

• 전기학회논문지
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• 제65권10호
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• pp.1767-1773
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• 2016

Every year, lives are lost due to electrical safety accidents that could have been prevented with proper education and awareness of electrical safety. To prevent such accidents, experiential education is more effective than indoctrination education. This paper describes the electrical safety education system based on virtual reality (VR) and evaluates effect of the proposed system. Users operated the experiential electrical safety education system, and they were provided electrical stimulation in an electric shock experience using a haptic device. Appropriate stimulation values were calculated according to age (children vs. adults) and gender through experiment. The scenario in which participants experience electrical safety in the home environment was structured, and related educational contents was produced. A total of 68 healthy elementary students evaluated the educational effect of the system. The results showed that the educational effect and the sustainability of effect of the proposed system are superior to those of existing multimedia learning methods. By implementing electrical safety education stimulating the senses of human, the learning effect was promoted and this experiential education would be able to prevent electrical accidents.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1-9
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• 2009

최근 역감, 촉감 피드백을 생성할 수 있고 3 차원 상호작용이 가능한 컴퓨터 인터페이스 기술이 발전하면서 기존의 입출력 장치에 의존하던 컴퓨터 시뮬레이션의 한계가 줄어들어 그 종류가 다양해지고 있다. 특히, 가상현실 기반 수술 시뮬레이터의 수요가 증가 하면서 사실적인 가상환경을 제공하는 방법에 관련된 연구가 활발히 진행 되고 있으며 그 중에서 가상 장기 모델의 사실적인 표현 기술은 사용자의 몰입감을 높여주는데 중요한 역할을 하기 때문에 반드시 필요한 분야이다. 가상 장기 모델의 사실성을 높이기 위해서는 사용자의 상호작용에 따라 변형되는 시각적 피드백과 알맞은 햅틱 피드백을 전달해야한다. 본 연구에서는 이 두 가지 피드백은 사람이 인지하는 방법과 시스템의 요구 사항이 다르기 때문에 보다 효과적인 시뮬레이션을 하기 위하여 서로 다른 두 모델을 구현하고 두 모델간의 동기화를 위한 기술로써 적응성 질량-스프링 모델 기법을 제안한다. 또한, 유연체 변형에 대하여 표면의 세부 형태를 보여주는 시각모델과 사용자의 상호작용에 따른 햅틱 피드백을 전달하는 햅틱 모델, 그리고 이 두개의 모델을 연동시키는 동기화 모델을 통하여 유연체의 거동을 실시간, 사실적으로 제공할 수 있는 가변형 모델 시뮬레이션 프레임워크를 설계한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.85-90
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• 2008

본 논문은 유연하고 다각적인 인터페이스를 이용한 사용자 중심의 능동적인 인체 학습 시스템을 제안한다. 기존의 인체 학습 방법은 이미지, 텍스트, 영상자료부터 학습자로의 주입식 학습이었다. 본 논문에서 제안한 인체 학습 시스템은 실제 인체 장기 데이터로 제작된 3D 인체 장기 모델을 제공함으로써 학습자는 사실적인 장기의 형태를 3차원 공간에서 보고, 장기에 대한 촉감을 제공하는 햅틱 인터페이스와 학습자의 의도에 기반한 카메라 시스템으로 써 능동적이고 다각적인 학습을 진행할 수 있다. 그리고 계층 기반 장기 분류를 통하여 구축된 학습 정보를 통하여, 전체적인 시각에 기초한 인체 학습 과정을 진행할 수 있다. 본 인체 학습 시스템으로써 기존의 평면적인 인체 학습교재, 자료 등에서 얻을 수 없는 입체적인 인터페이스를 통한 학습 효율 향상의 가능성을 보고자 한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.158-163
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• 2001

Operators suffer much difficulty in manipulating micro/nano-sized objects without the assistance of human interfaces, due to the scaling effects in micro/nano world. This paper presents a micro manipulation system based on the teleoperation techniques which enables the operators to manipulate the objects with ease by transferring both human motion and manipulation skill to a micromanipulator. An experimental setup consisting of a micromanipulator operated under stereo-microscope with the help of intelligent user interface provides a tool that can be used to visualize and manipulate micro-sized 3D objects in a controlled manner. The key features of a micro manipulation system and control strategies using teleoperation techniques for handling micro objects are presented. Experimental results demonstrate the feasibility of this system in precisely controlling trapping and manipulation of micro objects based on teleoperation techniques.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권1호
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• pp.9-16
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• 2002

In this paper, we intend to demonstrate a new intuitive force-feedback device for advanced VR applications. Force feed-back for the device is tension based and is characterized by 7 degrees of freedom (DOF); 3 DOF for translation, 3 DOF for rotation, and 1 DOF for grasp). The SPIDAR-G (Space Interface Device for Artificial Reality with Grip) will allow users to interact with virtual objects naturally by manipulating two hemispherical grips located in the center of the device frame. We will show how to connect the strings between each vertex of grip and each extremity of the frame in order to achieve force feedback. In addition, methodologies will be discussed for calculating translation, orientation and grasp using the length of 8 strings connected to the motors and encoders on the frame. The SPIDAR-G exhibits smooth force feedback, minimized inertia, no backlash, scalability and safety. Such features are attributed to strategic string arrangement and control that results in stable haptic rendering. The design and control of the SPIDAR-G will be described in detail and the Space Graphic User Interface system based on the proposed SPIDAR-G system will be demonstrated. Experimental results validate the feasibility of the proposed device and reveal its application to virtual reality.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.2078-2079
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• 2009

본 연구에서는 다양한 형태의 쌍방향 인터페이스를 이용한 체감형 인체 구조 학습 시스템에 대해 논의하고 이를 구현하기 위한 프레임워크를 제안한다. 기존에 제시된 인체 구조 학습 시스템은 주로 시각적 정보에 의지한 한정적인 범위의 단방향 학습 시스템이었다. 우리는 실제 인체로부터 획득한 3차원 장기 모델을 활용하여 학습자에게 보다 사실적인 시각적 정보를 전달하고, 햅틱 기술과 증강 현실 기술을 결합함으로써 기존의 제한적인 인터페이스로는 실현할 수 없었던 다양한 상호 작용들을 가능케 하는 데 목표를 두고 있다. 이를 통해 기존 과학 학습 보조 자료들이 가지는 한계를 극복하고 나아가 현실과 가상 교육 환경 간의 유기적인 융합 방안을 모색한다.

• 한국조경학회지
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• 제44권2호
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• pp.37-51
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• 2016

시각중심주의에 편향된 근대의 광학적 메커니즘은 시각의 다채로운 기능을 간과하고 추상적이며, 이성적인 눈으로 사물을 판단하고 공간을 조직함으로써 눈이 사물을 더듬는 기능에 대해서는 간과하였다. 최근에는 시각의 이분법적 지각체계를 넘어서 복합지각에 의해 다른 감각과의 소통을 통한 다양한 경험을 유도하고 있다. 촉지적 지각은 시각뿐만 아니라 다양한 감각과의 상호작용을 통해 주체로 하여금 신체를 동반한 체험을 유도하며, 물성이 가지고 있는 특질과 인간의 다양한 감각적 자극을 꾀하는 역동적인 시각이다. 본 논문은 주체의 능동적 체험을 유도하는 촉지적 지각의 이론적 배경을 고찰하여 촉지적 지각의 주요한 특징을 도출하고 촉지적 지각의 특징이 픽처레스크 정원에서 어떠한 방식으로 나타나는지를 살펴보고자 한다. 촉지적 지각의 주요한 특징을 고찰하기 위해 철학과 미학사에서 아돌프 힐데브란트의 시각론이 알로이스 리글과 빌헬름 보링거, 발터 벤야민, 모르스 메를로 퐁티, 질 들뢰즈에 의해 각각 어떻게 발전, 확장, 재해석되는지를 탐구한다. 이로서 촉지적 지각과 시각적 지각 방식의 주요차이점을 분석하고 촉지적 지각이 가지는 특성을 도출한다. 이후, 촉지적 지각의 특성이 픽처레스크 정원에 어떻게 나타나는지 고찰하기 위해 고전적 정원을 시각적 지각으로 픽처레스크 정원을 촉지적 지각으로 각각 설정하여 분석하고 앞서 도출된 촉지적 지각의 특성을 픽처레스크 정원에 투영하여 고찰한다. 본 연구를 통해 도출된 픽처레스크 정원에 나타난 촉지적 지각에 대한 연구결과는 다음과 같다. 시각적 지각과 대별되는 촉지적 지각의 주요차이점은 경계의 모호함과 애매함, 동적시점의 생성, 불확정적 동선에 의한 운동성 유발, 지각 불가능성에 의한 낯설음과 숭고미로 요약할 수 있다. 픽처레스크 정원에서 경계의 모호함과 애매함은 평면의 불규칙함과 비대칭 요소, 단일시점의 거부로 나타나며, 동적시점의 생성은 서사적 구조의 도입과 회화의 장면구성기법을 재현하면서 기존 정원에 없는 전경, 중경, 원경 요소를 만들면서 공간을 중첩시킴으로써 생성된다. 불확정적 동선에 의한 운동성 유발은 분기하는 동선에 의해 형성되며, 지각 불가능성에 의한 낯설음과 숭고미는 정원에서 다양한 요소의 활용과 '거칠음'과 '불규칙함', '폐허'의 도입으로 나타난다.