• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2006.02a
• /
• pp.210-218
• /
• 2006

본 논문은 광주과학기술원(GIST)에서 개발하고 있는 전남지역 '운주사'의 천불천탑 설화를 근간으로 한 반응형 가상 문화 체험 시스템(Responsive Multimedia System for virtual storytelling)의 햅틱 변형 상호작용에 관한 것이다. 기존의 디지털 문화재 체험 시스템은 사실적인 체험을 제공하기 위해 시각 및 청각 기술 개발에 많은 연구 및 노력이 이루어져왔다. 그러나 최근 인간의 인지 체계의 중요 요소인 촉감 상호작용의 중요성이 증대 됨에 따라, 본 논문에서는 가상 문화재 체험을 위한 햅틱 변형 알고리즘 및 상호작용 시스템을 개발하여 가상 불상을 만져보고 그 표면을 변형시키게 함으로써 몰입감을 증대하고 재미를 주는 시스템을 제공하였다. 아울러 체험의 몰입감 증대를 위해 본 시스템은 시/청각과 더불어 청각 효과를 가미하여 체험 시 발생되는 주변 환경의 소리(새, 물, 바람소리)를 제공하고, 기존의 문화체험 시스템과의 차별성을 위해 3 차원 입력장치를 이용하여 체험자가 직접 가상 불상을 변형시키면서 체험자 고유의 작품을 만들어낼 수 있는 상호작용을 제공한다. 따라서 제안된 햅틱 변형 상호작용 시스템은 체험자의 능동적 참여 및 흥미 유발을 통하여 문화 유산에 대한 교육적 효과 및 관심 증대에 기여할 수 있을 것이라 여겨진다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2009.02a
• /
• pp.45-51
• /
• 2009

In this paper, a transparency analysis and network-adaptive transport scheme are proposed in order to improve transparency of EBA-based force-reflecting teleoperation. EBA guarantees stability of force-reflecting teleoperation over network delay and loss but has limitation that it cannot overcome transparency deterioration of haptic interactions. The proposed transparency analysis quantifies the force feedback distortion caused by network delay and loss. Based on the analysis, the proposed haptic data synchronization and transmission rate control schemes adapt synchronization delay and transmission rate to current network state for more transparent haptic interaction. Through Matlab/Simulink simulations, it is confirmed that the proposed analysis provides an acceptable quantification method about haptic interaction quality and that the proposed haptic data transport scheme effectively improves haptic interaction quality with respect to network delays and losses.

• Journal of Internet Computing and Services
• /
• v.25 no.1
• /
• pp.9-15
• /
• 2024

As virtual reality technology became popular, a high demand emerged for natural and efficient interaction with the virtual environment. Mid-air manipulation is one of the solutions to such needs, letting a user manipulate a virtual object in a 3D virtual space. In this paper, we focus on manipulating a remote virtual object while visually displaying the object and providing tactile information on the object's weight. We developed two types of wearable interfaces that can provide cutaneous or vibrotactile feedback on the virtual object weight to the user's fingertips. Human perception of the remote virtual object weight during manipulation was evaluated by conducting a psychophysics experiment. The results indicate a significant effect of haptic feedback on the perceived weight of the virtual object during manipulation.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2009.02a
• /
• pp.2072-2072
• /
• 2009

최근 연구들에서, 증강 현실(Augmented Reality; AR) 환경에서의 촉각 상호작용에 대한 가능성이 논의되었다. 비젼 기반의 트래킹을 기초로 한 증강 현실 기술은 미리 정의된 2차원 마커(marker)를 이용하여, 카메라로부터 획득된 실시간 영상 위에 가상 물체를 증강한다. 그러나, 카메라로부터 획득된 데이터는 몇몇 오차 요인들, 예를 들어 마커의 위치를 인식하는데 나타나는 오차, 카메라 안에 존재하는 센서 잡음 등으로 인해서 마커 잡음(마커를 인식하면서 나타나는 잡음)이 불가결하게 발생하게 된다. 이러한 이유로 인해서, 사용자가 한 손에는 마커를, 다른 한 손으로는 촉감 장치를 이용하여, 마커에 증강된 물체를 만질 때, 마커 잡음은 힘의 떨림(force trembling)을 발생시킨다. 심지어, 이러한 현상은 정지된 마커에 증강된, 마커가 움직이지 않는 상황에서도 발생한다. 게다가, 마커 위에 증강된 물체가 약간 빠른 속도로 이동하게 될 경우, 측정된 이동 거리는 연속적인 프레임(frame)들 간의 불연속적일 수 있다. 만약 사용자가, 대략 30Hz로 위치와 방향이 갱신되는 가상물체를 촉각적으로 상호작용하려 한다면, 계산되는 반력은 급작스런 힘의 변화를 생성하게 될 수도 있다. 이러한 현상을 극복하기 위해서, 마커 잡음을 최소화하기 위해서 정적 임계값(constant threshold)을 이용할 뿐만 아니라, 보간법을 같이 사용한 방법이 있었다. 하지만, 이러한 방법은 정적 임계값을 이용하고, 영상 프레임 갱신 속도와(video frame rate)와 촉각 프레임 갱신 속도가 일정하다는 가정을 사용하였기 때문에, 여전히 힘의 불연속적인 발생이 나타난다. 따라서, 이 논문에서는 두 가지 방법을 이용하여 증강 현실 내에서, 발생할 수 있는 힘의 불연속적인 변화를 보정하는 두 가지 방법, 잡음 제거를 위한 확장된 칼만 필터(Extend Kalman Filter)와 영상과 촉각 갱신 속도 차이에 따른 갑작스런 힘의 변화를 제거하기 위한 적응적 외삽법(Adaptive Extrapolation method)을 제안한다.

• Smart Media Journal
• /
• v.1 no.4
• /
• pp.8-17
• /
• 2012

In this paper, we introduce the appoaches that aim to improve user experience in mobile device by the use of multiple vibration signal feedback, conducted by Haptics and Virtual Reality laboratory at POSTECH. We introduce current progresses of our 'Vibrotactile flow using multiple vibration actuators' and 'Real-time dual-channel haptic music player.' The 'Vibrotactile flow using multiple vibration actuators' produces vibrotactile flow sensations by using multiple actuators and that improves the information transfer on mobile devices. The 'Real-time dual-channel haptic music player' generates vibrotactile sensation by transforming auditory signal, which improves the user experience of mobile devices. These approaches can be good examples to fulfill the demands of better information transfer capability and user experience on mobile devices.

• Journal of Digital Contents Society
• /
• v.18 no.7
• /
• pp.1435-1441
• /
• 2017

The primary goals of this paper are to design an interactive education platform conveying a variety of haptic sensations to developmental disorder children when they touch the education platform. The proposed interactive education platform is composed of a kinesthetic module, a vibrotactile module, a thermal module. and a controller. The design focuses of the proposed education platform were to create sufficiently large kinesthetic forces, vibrations, and temperatures and to convey them to users. We have conducted experiments for evaluating the proposed system and found out three modules function safely and effectively as an educational platform.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
• /
• v.24 no.11
• /
• pp.61-69
• /
• 2019

In this paper, we propose a multisensory(i.e., visual-auditory-tactile) based AR system for the education of cultural heritage. The proposed system provides a multisensory interaction by designing a user to experience with a 3D printed artifact which is mapped by a virtual 3D content of digital heritage. Compared with the existing systems of cultural heritage education based on augmented reality(AR) technology, this system focused on not only providing learning experience via a sense of visual and auditory, but also a sense of tactile. Furthermore, since this systems mainly provided the direct interactions using a 3D printed model, it gives a higher degree of realism than existing system that use touch or click motions on a 2D display of mobile phones and tablets. According to a result of user testing, we concluded that the proposed system delivered the excellent presence and learning flow to users. Particularly, from the usability evaluation, a 3D printed target artifact which is similar in shape to original heritage artifact, achieved the highest scores among the various tested targets.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2008.02a
• /
• pp.590-594
• /
• 2008

근래에 인간과 컴퓨터의 상호작용을 통하여 사용자에게 직관적인 정보를 제공하는 기술들이 발전하고 있으며, 그래픽 기술의 비실사 렌더링을 이용한 미술 기법을 사실감 있게 가상 체험하기 위한 어플리케이션이 제안되고 있다. 본 논문은 미술 기법 중 방망이를 이용한 탁본 기법을 가상의 환경에서 모사하기 위해 탁본의 방망이를 통한 힘 쉐이딩을 새롭게 고안하여 제안한다. 햅틱 커서의 포인트와는 달리 탁본 방망이의 면적이 접촉하는 부분에서 생기는 문제점을 해결하기 위하여 Height map으로 사용된 Canny Edge Detection 이미지를 통해 Height map을 부분적으로 재 정의하고 힘의 계산에 적용하여 충돌된 방망이의 힘 쉐이딩을 가능하게 하는 것이 원리이다. 그래픽 렌더링 효과와 함께 실시간으로 사용자에게 햅틱 장치를 이용하여 촉감 정보를 전달함으로써 다양한 미술 교육적 효과를 체험할 수 있는 방안을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2007.02a
• /
• pp.115-122
• /
• 2007

이 논문에서는 동작기반 체험형 리모트 콘트롤러가 사용자와 상호작용을 하기 위해 갖춰야 할 기본적인 요소가 무엇인지 설명하고 체험형 리모트 콘트롤러의 동작 정보를 처리하는 시스템의 구성을 제안한다. 동작기반의 체험형 리모트 컨트롤러는 블루투스로 서버와 양방향 통신을 하게 되며 가속도 센서가 장착되어 기존의 버튼입력 기반의 리모트 컨트롤러와는 달리 동작을 이용한 입력을 할 수 있고 사용자에게 진동모터를 통한 촉감 피드백을 전해주어 사용자의 몰입감을 증가시킬 수 있도록 하였다. 가속도 센서를 이용한 동작 인식을 위해서는 두 가지 알고리즘이 개발되어 적용되었다. 동작기반의 체험형 리모트 컨트롤은 논문에 제시된 예 이외에도 기존의 버튼 기반으로 만들어진 응용프로그램에 쉽게 적용시킬 수 있으며 특히 엔터테인먼트 분야에서 사용자의 흥미와 몰입감을 더해주기 위해 사용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2022.11a
• /
• pp.661-663
• /
• 2022

이 논문에서는 변형 가능한 햅틱 컨트롤러와 포스 피드백 장치를 이용한 치과 수술 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 이 시스템은 가상 환경에서 매복 사랑니 발치 수술을 수행하도록 설계되었다. 햅틱 하드웨어들은 신체와 수술도구의 상대적 위치를 계산하여 충돌여부를 파악하고 저항감과 진동감을 제공한다. 특히 길이 변화, 굽힘 발생과 같은 변형이 가능한 햅틱 컨트롤러는 사용하는 수술도구에 따라 느껴지는 촉감을 표현할 수 있다. 정교한 3 차원 모델로 구강내부와 치과용 수술도구를 표현한 후 햅틱 컨트롤러의 움직임과 버튼 클릭 등의 입력 값을 전달하는 모듈을 통해 가상 객체와 상호 작용하고 이에 대한 햅틱 피드백을 컨트롤러로 전달하여 사용자에게 현실적인 수술 경험을 제공한다.