• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.8 no.12
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• pp.291-298
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• 2017

In recent years, the increase of secondary controls within vehicles requires a mechanism to integrate various controls into a single device. This paper presents control performance of an integrated magnetorheological (MR) haptic device which can adjust various in-vehicle comfort instruments. As a first step, the MR fluid-based haptic device capable of both rotary and push motions within a single device is devised as an integrated multi-functional instrument control device. Under consideration of the torque and force model of the proposed device, a magnetic circuit is designed. The proposed MR haptic device is then manufactured and its field-dependent torque and force are experimentally evaluated. Furthermore, an inverse model compensator is synthesized under basis of the Bingham model of the MR fluid and torque/force model of the device. Subsequently, haptic force-feedback maps considering in-vehicle comfort functions are constructed and interacts with the compensator to achieve a desired force-feedback. Control performances such as reflection force are experimentally evaluated for two specific comfort functions.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.1
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• pp.21-26
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• 2012

Haptic device is regarded as the human machine interface technology for easier, more accurate, and intuitive operation. The purpose of this study is to define driver's affection on the haptic device in terms of its design factor : the color of haptic lighting as independent factor. This paper is studied to improve the cognitive ability of existing vehicle haptic device used by only a tactile feedback. On the color feedback usability evaluation, the lmino haptic device is used by adding color feedback to the existing vehicle haptic device. The emotional factor that driver has on the haptic device is extracted by the sensibility analysis. As a result, it is possible to suggest the design direction that satisfies the driver.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.619-621
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• 2005

햅틱 장치를 이용한 변형체의 실시간 시뮬레이션은 가상현실을 구축하기 위한 중요한 기술의 하나로서 최근에 크게 각광받고 있다. 본 연구에서는 햅틱 장비와 변형체의 정확한 인터페이스를 구축하기 위하여 변형체의 물리적 특성을 고려한 연속체적 모델인 유한요소법을 통한 선행해석을 수행한다. 변형체와 햅틱 장치의 상호작용 과정에서 발생하는 변형과 반력을 사용자에게 실시간으로 제공하기 위하여 선행해석 결과를 이용한 변형체의 정적 시뮬레이션을 구현한다. 이와 함께 햅틱 장치와 접촉이 이루어지는 부분의 변형을 보다 자연스럽게 표현하기 위하여 적응적 유한요소법인 s-adaptive 방법을 적용하였으며 햅틱 장치와 접촉이 끝난 후의 변형체가 평형 상태로 돌아가는 과정을 모사하기 위하여 Newmark scheme을 통한 동적 시뮬레이션을 구현한다. 또한 최적화 행렬 연산 함수인 BLAS와 LAPACK을 이용하여 행렬 연산을 빠르게 수행하고 효율적인 메모리 사용 추구한다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2002.11a
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• pp.59-65
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• 2002

보다 현실감 있는 가상환경을 제공하기 위하여 시각정보 외에 힘의 정보를 사용자에게 제공할 필요가 있으며, 이러한 힘 반영은 햅틱장치에 의해서 수행된다. 일반적으로 영상 제시기에 의한 영상정보는 낮은 갱신율을 갖는 반면에, 햅틱장치는 상대적으로 높은 갱신율로 인간에게 힘정보를 제공하게 되므로, 이들 정보 간의 동기화가 중요하다. 본 논문에서는 가시모델의 원형을 일반화시켜서 햅틱장치에 전달하고, 영상 제시기의 갱신율과는 상관 없이 햅틱장치 내에서 임의의 구속공간을 만들어서 힘피드백을 수행하는 방법에 대해서 논의하고자 한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.915-919
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• 2007

가상현실은 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상의 환경에서 사용자가 오감을 통해 현실과 유사한 느낌을 경험할 수 있도록 해주는 기술이다. 햅틱 인터페이스는 사용자가 촉각으로 가상 환경과 상호 작용을 할 수 있도록 해주는 기술로서 사용자가 가상 물체를 실제로 만지는 듯한 착각을 불러 일으켜 보다 현실에 가까운 가상 경험을 할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 다양한 용도로 사용할 수 있는 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 설계 및 제작하고, 순발력 재활훈련의 목적으로 가상공간을 시각적으로 보여주는 입체영상 시스템과 연동하여 일부 제한적인 기능을 갖는 가상 테니스 연습 시스템을 구현하였다. 이때 가상 공과 가상 라켓의 간단한 충돌 모델과 햅틱 렌더링을 통하여 가상 공을 칠 때 사용자가 라켓으로 느끼는 충격과 반력을 제작한 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 통하여 느낄 수 있도록 하였다. 구현된 시스템의 실험을 통하여 공과 라켓에서 충돌이 일어났을 때의 느낌을 사용자에게 전달할 수 있었으며, 완벽하지는 않지만 공과 라켓의 충돌 후 공의 나가는 방향과 속도가 실제와 유사함을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.1
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• pp.572-578
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• 2017

Haptic systems help users feel a realistic sensation when they manipulate virtual objects in the remote virtual environment. However, there are communication time delays that may make the haptic system unstable. This paper shows the relationship between communication time delay, properties of a haptic device, and the stability of the haptic system with the first-order hold method in a simulation. The maximum available stiffness of a virtual spring with the first-order hold method is larger than in the zero-order hold method when there is no time delay. However, when the communication time delay is much larger than the sampling time, the maximum available stiffness to guarantee the stability becomes the same, irrespective of the sample-hold methods. Besides, the maximum available stiffness increases in inverse proportion to the communication time delay and in proportional to the damping coefficient of the haptic device.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.225-229
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• 2006

햅틱 인터페이스 장치는 가상공간 상에서 얻어지는 시각적 효과와 더불어 힘(촉각)을 전달하여 사용자에게 현실감을 줄 수 있는 장치이다. 본 논문에서는 다양한 용도로 사용할 수 있는 2 차원 햅틱 인터페이스 장치를 설계 및 제작하고, 입체영상 시스템과 연동하여 오락실에서 흔히 볼 수 있는 에어하키 시스템을 가상현실 기술로 구현하였다. 이때 적절한 모델링과 햅틱 렌더링을 통하여 가상 에어하키 공을 칠 때 사용자가 핸들을 잡은 손으로 느끼는 충격과 반력을 2 차원 햅틱 인터페이스 장치를 통하여 느낄 수 있도록 하였다. 구현된 시스템의 시연을 통하여 공과 핸들의 충돌 시 공이 튕겨 나가는 방향과 속도가 실제와 유사하고 공과 핸들에서 충돌이 일어날 때 실제와 상당히 유사한 느낌은 얻을 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.11
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• pp.4968-4974
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• 2012

A haptic device is regarded as the human machine interface technology for easier, more accurate, and intuitive operation. The purpose of this paper is to study how to improve the cognitive ability of the existing vehicle haptic device used only tactile feedback. In this study, usability evaluation used the multi-sensory feedback which is adding auditory feedback to the existing tactile feedback. The emotional factor that drivers have on the haptic device is extracted by the sensibility analysis. The result of study provides some consideration and direction to need in implementation of a haptic device and it also confirms their possibility meaningfully. And it is possible to suggest the design direction that satisfies the driver.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.219-224
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• 2006

3 차원 입력 장치는 키보드나 마우스 같은 일반적인 입력 장치로는 받아 들이기 어려운 3 차원 입력을 사용자로부터 간편하고 직관적인 방법으로 받아들일 수 있다는 측면에서 활발히 연구 및 사용되고 있다. 또한 햅틱 장치는 가상 물체의 조작에 따른 시각적인 피드백 외에 가상 물체의 느낌을 피드백 힘을 통해 사용자에게 전달해 줌으로써 컴퓨터와 사용자간의 상호 작용에 큰 도움을 준다. 본 논문은 햅틱 피드백이 적용된 실시간 가변형 모델과 효과적인 3 차원 입력에 대한 기반 연구를 하고자 한다. 그리고 이에 대한 한 가지 사례로써 햅틱 장치를 이용한 가상 판화 시스템을 제작 한다. 가상 판화 시스템은 시각 처리 부분과 촉각 처리 부분, 그리고 사용자의 3 차원 입력을 돕는 인터페이스 부분으로 구성되어 있다. 시각 처리 부분은 3 차원 공간 상에서 사용자의 조각에 따른 판화 표면의 변형을 처리하며 촉각 처리 부분은 실제 판화를 제작할 때 느끼는 촉각을 햅틱 인터페이스를 이용하여 사용자에게 전달한다. 이를 위해 먼저 시각 처리 부분에서는 NURBS 기반의 자유 형상 변형 (FFD)기법을 이용하였는데 가상 조각도에 의한 물체 표면의 지역적인 변형을 구현하기 위해 조각도가 닿는 부분에 대해 기조 격자점 (control point)을 증가시켜 원하는 부분에 대한 지역적인 변화를 용이하도록 하였고 다음으로 촉각 처리 부분에서는 S-chain 모델을 이용하였는데 S-chain 모델을 객체 전체에 적용하지 않고 접촉이 일어날 경우 그 접촉점을 기준으로 S-chain 모델을 지역적으로 적용하는 방법을 고안하여 실제 구현에 이용하였다. 인터페이스 적인 측면에서 사용자의 3 차원 입력장치를 통한 인터렉션은 사용자로 하여금 보다 자유로운 입력을 허용하지만 이에 따른 깊이 지각 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 최소화 시키고 사용자의 깊이 지각을 강화시키기 위해 사용자에게 제공되는 시각적 자극을 변형시키고 다양한 정보를 제공하도록 하였다. 가상 판화 시스템은 가상 환경에서 사용자의 조작에 따른 다양한 결과물을 제작 및 출력해 볼 수 있도록 해준다. 또한 가상 환경에서 이러한 기반을 제공함으로써 가상 환경의 장점인 복사, 이동 및 영구 보존 특성을 동시에 얻을 수 있다. 본 논문은 이러한 작업을 위한 기반 기술로써 햅틱 및 가변형 모델, 3 차원 입력 장치에 대한 시각적 인터페이스에 대해 다루고 이 기반 기술을 바탕으로한 가상 판화 시스템의 구현에 대하여 논하고자 한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.578-584
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• 2007

사용자는 햅틱 장비를 통해 촉감을 느낄 수 있다. 하지만 일반적인 햅틱 장비들은 바닥에 고정된 형태이고, 또한 장치의 크기가 제한되어 있으므로, 제한된 작업공간을 가진다. 이로 인해 사용자들은 햅틱 장비의 작업공간보다 작은 물체 혹은 작업공간에 맞게 축소된 물체만을 느낄 수 있다. 이러한 햅틱 장비의 한계를 극복하고자, 햅틱 장비와 이동형 로봇을 결합한 이동형 햅틱 디스플레이를 제안한다. 이동형 햅틱 디스플레이를 위한 시스템 구성을 소개하고, 이동형 로봇의 움직임을 조종하기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 이러한 이동형 햅틱 디스플레이를 사용하면 사용자는 햅틱 장비의 작업공간보다 큰 물체를 느낄 수 있으며, 가상 환경을 자유롭게 이동하면서 햅틱 피드백을 받을 수 있다.