• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.30 no.3
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• pp.300-307
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• 2013

This paper describes the development of a cylindrical-object grasping force measuring system applied haptic technology to measure the grasping force of strokes patients' fingers and other patients' paralyzed fingers. Because the cylindrical-object and the force measuring device of the developed cylindrical-object grasping force measuring system are connected with the electrical wires, patients and their families have difficulty not only measuring the patients' grasping force using the system but also knowing their rehabilitation extent when using it. In this paper, the cylindrical-object grasping force measuring system applied haptic technology was developed, and the cylindrical-object grasping force measuring device sends data to the rehabilitation evaluating system applied haptic technology by wireless communication. The grasping force measurement characteristic test using the system was carried out, and it was confirmed that the rehabilitation extent of the patients' paralyzed fingers and normal people fingers can be evaluated.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.210-218
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• 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
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• 2006.02a
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• pp.753-759
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• 2006

햅틱인터페이스 기술을 이용하면 가상물체의 형태를 만져보고 느껴볼 수 있다. 물체마다 다른 수학적 마찰력 모델을 적용하여 실감있는 마찰력 표현도 가능하다. 그러나 각 물체에 해당하는 마찰력 모델을 선정하는 것과 적절한 마찰계수 등을 반복적 실험을 통하여 알아내는 것은 쉽지 않다. 실제 물체의 마찰력이 알려진 마찰력 모델과 다르다면 수학적 모델로 표현할 수 없는 경우도 있다. 본 논문에서는 신경회로망 학습을 이용하여 마찰력 모델의 선택이나 마찰계수 등을 정하는 과정 없이 실제 물체의 마찰력을 표현하는 방법을 제시하고 있다. 상용 햅틱인터페이스 장치인 PHANToM 2 대를 이용하여 마찰력 획득 시스템을 구성하고 고무판, 종이 등의 물체 표면에서의 속도와 물체에 작용하는 힘을 획득하여 가공한 데이터를 입력 및 출력으로 갖는 신경회로망을 통해 학습시킨 후 OpenGL로 구현한 가상물체에 적용하여 보았다. Force/Torque 센서를 사용하지 못한 일부 문제가 있었으나 예상보다 사실적인 마찰력을 표현할 수 있었다.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.8 no.12
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• pp.1041-1047
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• 2002

It is known that parallel-type mechanisms have many singularities than serial-type mechanisms. In haptic application, these singularities deteriorate the system performance when the haptic system displays the reflecting force. Moreover, different from general manipulators, haptic systems can't avoid the singular point because they are operated by user's random motion command. Although many singularity-free algorithms for serial mechanisms have been proposed and studied. singularity-free algorithms for parallel haptic application have not been deeply discussed. In this paper, various singularity-free algorithms, which are appropriate to parallel haptic system, will be discussedand evaluated.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.387-392
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• 2007

The paper presents control performance of a magnetorheological (MR) fluid-based haptic knob which is applicable to invehicle comfort functions. As a first step, MR fluid-based haptic knob is devised to be capable of both rotary and push motions with a single device. Under consideration of spatial limitation, design parameters are optimally determined to minimize a reciprocal of control torque using finite element analysis. The proposed haptic knob is then manufactured and its fielddependent torque is experimentally evaluated. Subsequently, in-vehicle comfort functions are constructed in virtual environment and make them communicate with the haptic knob. Control performances such as reflection force are experimentally evaluated via simple feed-forward control strategy.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.307-314
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• 2008

The paper presents control performance of a magnetorheological(MR) fluid-based haptic knob which is applicable to in-vehicle comfort functions. As a first step, MR fluid-based haptic knob is devised to be capable of both rotary and push motions with a single device. Under consideration of spatial limitation, design parameters are optimally determined to minimize a reciprocal of control torque using finite element analysis. The proposed haptic knob is then manufactured and its field-dependent torque is experimentally evaluated. Subsequently, in-vehicle comfort functions are constructed in virtual environment and make them communicate with the haptic knob. Control performances such as reflection force are experimentally evaluated via simple feed-forward control strategy.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.6
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• pp.575-581
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• 2000

본 논문에서는 척추침생검 시뮬레이터에서 사용의 햅틱 디바이스인 PHANToM(sup)TM을 이용하여 사실적인 힘을 구현하는 방법을 보여준다. PHANToM(sup)TM은 툴의 끝부분에서 좌표축 방향으로만 힘을 낼 수 있는 단점이 있으며, 시스템의 구동장치의한계로 인하여 딱딱한 물체에 닿을 때 불안정한 특성을 보인다. 또한 좁은 영역 안에서 복잡한 조직들로 인한 급격한 강도 변화도 시스템의 불안정을 초래한다. 모사되는 힘은 두가지 성분으로 나뉜다. 하나는 바늘이 삽입될 때 바늘의 길이 방향으로 느껴지는 힘으로 생체 조직의 모델을 통해 값이 구해진다. 다른 하나는 바늘이 피부를 뚫고 지나간 이후에 바늘이 초기 삽입 방양을 유지 시켜주는 회전방향 힘으로 피봇을 이용하여 구현하였다. 불안정성 문제와 바늘이 튀어나오는 문제는 램핑 필터와 시간변수를 이용하여 제거하였다. 침생검 과정은 생체조직의 탄성 변형뿐 아니라 파괴가 일어나는 변형이므로 사실적인 힘을 구현하기 위해서 실험 데이터를 이용하여 삽입 깊이에 따라 탄성 계수와 마찰 상수가 변하는 모델을 제안하였다.

• The Journal of Korean Institute for Practical Engineering Education
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• v.5 no.1
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• pp.40-44
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• 2013

This paper suggests a multimodal interface control module which allows a student to naturally interact with educational contents in virtual environment. The suggested module recognizes a user's motion when he/she interacts with virtual environment and then conveys the user's motion to the virtual environment via wireless communication. Futhermore, a haptic actuator is incorporated into the proposed module in order to create haptic information. Due to the proposed module, a user can haptically sense the virtual object as if the virtual object is exists in real world.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2016.04a
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• pp.486-489
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• 2016

가상현실 기반 훈련시스템은 3D 모델링 기법으로 개발되어 실시간 렌더링(Realtime Rendering)되는 훈련용 콘텐츠와 운동감 제공을 위한 모션플랫폼, 촉감 제공을 위한 햅틱장치 등 다양한 하드웨어를 이용하여 인간 감각에 대한 모의 체험환경을 제공함으로써 높은 훈련 몰입감을 제공한다. 훈련시스템의 구성요소 중 하드웨어들은 설계 성능을 바탕으로 정량적 시험평가로서 검증(Verification)과 확인(Validation)이 가능하나, 훈련환경에 대한 사실적 가시화가 요구되는 훈련용 콘텐츠는 시현을 위한 실시간 렌더링 성능 등의 정량적 시험평가 만으로 검증과 확인에 어려움이 많다. 본 연구에서는 일반 소프트웨어와 콘텐츠 소프트웨어 테스팅 요소 차이와 상용게임 콘텐츠와 훈련용 콘텐츠의 차이점을 분석하고, 훈련용 콘텐츠의 정량적 시험평가를 위한 명세서의 작성과 활용을 제안한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.238-243
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• 2006

최근에는 통신기술과 인터넷의 발달로 원격의 사람과 전화, 이메일, 메신저 또는 화상회의 시스템 등을 통해서 쉽게 의사소통 할 수 있다. 이 시스템들은 주로 음성, 그림, 동영상 또는 문자 기반의 시청각 정보를 서로 주고 받으며 자신의 의사 및 감정을 전달하는 통로를 제공한다. 그러나 일상 생활에서 시청각 정보 외에 촉감 정보도 서로 의사소통 하는데 중요한 역할을 한다. 악수, 포옹 등의 촉감 상호작용은 사람 사이에서 친근감을 표시하는데 가장 직접적인 방법으로 자신의 감정을 전달하거나 느낌을 표현하는데 사용된다. 그럼에도 불구하고 촉감 상호작용을 가능케 하는 의사소통 시스템의 연구는 아직 폭넓게 진행되고 있지 않다. 본 논문에서는 일상에서와 같이 원격에서도 상대를 바라 볼 수 있고 자연스럽게 접촉할 수 있는 원격 촉감 커뮤니케이션 시스템을 제안한다. 이 시스템에서는 로컬 사용자가 손가락으로 상대의 몸 특정 부위를 만질 수 있고 서로 그 촉감을 실시간으로 느낄 수 있다. 이 시스템은 크게 AR 시스템, 그래픽 시스템, 햅틱 시스템, 택타일 시스템의 부시스템들로 나눌 수 있다. AR 시스템에서는 몸의 한 부위에 사각형의 AR 마커를 부착한 원격 사용자를 웹카메라로 촬영하고 ARToolKit 을 사용하여 마커의 위치를 측정한다. AR 마커의 바로 밑에는 택타일 장치가 장착되어 있으며 이 부위를 통하여 원격의 사용자는 로컬사용자가 자신의 팔을 만지는 느낌을 받게된다. 그래픽 시스템은 로컬사용자에게 촬영된 원격 사용자와 측정된 마커의 위치가 대표하는 원격 사용자의 가상 피부, 그리고 자신의 가상 손가락을 보여준다. 햅틱 시스템에서는 촉감 장치를 사용하여 로컬 사용자의 손가락 위치를 구하여 원격 사용자의 가상 피부와 접촉했을 때 그 충돌을 감지하고 접촉력을 계산하여 촉감 장치에 반영함으로써 그 접촉력을 느낄 수 있도록 한다. 택타일 시스템에서는 원격 사용자의 AR 마커 밑에 장착된 배열 타입의 진동 촉감 장치에 접촉 정보를 주어 로컬 사용자와 접촉 했을 때 접촉 부위에 진동을 줌으로써 촉감을 느끼도록 한다.