• 한국융합학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.291-298
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• 2017

최근 차량내부에서는 운전과 직접적인 관련이 적은 다양한 편의장치들이 도입되고 있으며, 이러한 장치들의 조작환경을 하나로 통합하려는 노력이 시도되고 있다. 본 논문은 자동차 내의 다양한 편의장치에 대한 통합 조작환경을 구축하기 위해 자기유변유체(magnetorheological fluid; MR 유체)를 이용한 햅틱장치를 제안하고자 한다. 이를 위해 먼저 차량 편의 조작장치들이 갖는 회전과 상하 수직 운동을 동시에 구현할 수 있는 메커니즘을 고안하고 햅틱 기능을 부여하기 위해 MR 유체를 도입함으로써 하나의 장치로 다기능 조작이 가능한 햅틱 장치를 고안한다. 장치에서 발생하는 반향력에 대한 모델링에 근거하여 MR 햅틱 장치의 자료를 설계하고 시작품을 제작한다. 그리고 완성된 장치의 회전 및 수직 운동에 대한 응답 성능시험을 수행하여 제안된 모델을 검정한다. 또한 힘 반향 성능을 구현하기 위해 장치의 반향력 모델을 이용한 역모델 보상기(inverse model compensator)를 설계한다. 마지막으로 실제 자동차의 여러 편의 기능의 작동과정을 고려하여 햅틱 반향력 맵을 구축하고 제어기와 연동하여 제작된 햅틱 장치의 힘반향(force-feedback) 제어 성능을 평가한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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• pp.1624-1626
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• 2013

햅틱 기반 로봇 원격제어를 위해서는 힘 반영을 인지할 수 있어야 한다. 원격조종에서는 데이터 통신과 처리에 소요되는 시간에 따른 지연이 발생하는데, 이 시간 지연은 로봇의 충돌과 제어기-로봇간의 힘 반영 부조화를 초래할 수 있다. 다수의 로봇이 협업을 하는 구조로 원격제어 시스템을 개발하기 위해서는 다수의 오퍼레이터와 다수의 로봇이 원활한 기능 분담을 수행할 수 있어야하는데, 본 논문에서는 원격지 로봇들의 협업을 수행할 수 있는 햅틱 기반 원격제어 시스템 구축 방법에 대하여 기술한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 3부
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• pp.19-24
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• 2008

본 논문은 원격제어(teleoperation)시스템에서 카메라로부터의 실시간 영상정보를 이용하여 조작대상이 되는 물체의 물리기반모델(physically-based model)을 만들고 이를 기반으로한 햅틱 렌더링 알고리즘의 개발에 관한 것이다. CCD 카메라를 통한 영상정보와 물성치(mechanical properties)를 이용하여 변형체(deformable object)의 물리적 기반 모델이 구현되고 햅틱장치로 조종되는 평면 로봇(planar robot)을 제어하여 변형체에 변형을 가하면 구현된 물리적 모델에 의해 햅틱 피드백을 위한 반력값이 계산된다. 스네이크 알고리즘을 이 용하여 영상정보로부터 변형체의 외형정보(geometry information)를 추출하며, 변형체의 경계(boundary)에서의 반력값을 계산하기 위해 경계요소법(boundary element method)을 사용한다. 제안된 햅틱 렌더링 알고리즘을 이용하여 원격조작간에 힘센서를 사용하지 않고 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.201-204
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• 2012

본 논문에서는 가상현실과 증강현실에서 다양한 정보와 촉감을 통한 인지심리학 적인 측면의 햅틱이 사용된 에너지 안전교육을 위한 가상공간을 창출하고, 그 가상공간에서의 안전한 교육을 위한 햅틱기술을 적용한 교육 프로그램 개발을 논 하고자 함이다. 이를 위하여 가상현실 공간에 관하여 논하였으며, 가상공간을 제어할 수 있는 햅틱기술에 관하여 논하고자 한다. 이를 위하여 개발되고 있는 소프트웨어를 통해 안전에 관하여 연구함이 목적이다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제20권3호
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• pp.22-26
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• 2014

본 기술 동향에서는 햅틱 기술과 관련된 최근의 동향에 대해서 살펴보기로 한다. 특히 진동 촉각을 기반으로 한 모바일 기기용 햅틱스는 관련 연구들이 활발하게 진행 중이며 이 중에 몇 가지 연구들과 활용되는 액추에이터 등에 대한 연구들을 바탕으로 앞으로의 촉각 기반 생태계를 예측해 보고, 아울러 의료 휴대폰, 컴퓨터, 재활 분야등에서 필요로 하고 또 활용 가치가 있는 햅틱 기술들에 대해서 고찰해 보기로 한다. 최근에 각광받는 웨어러블 기기등도 내부에 다양한 센서와 액추에이터를 내장하려는 움직임이 있고, 휴대폰 등에서 진동 액추에이터를 활용하여 소리를 대체하듯 촉각 기술이 터치 스크린 기반 시장을 한 단계 발전시켜 차세대 입력 장치로 발전할 수 있는 가능성을 가늠해 볼 수 있을 것이다. 지속적인 연구를 통해 관련 분야에서 필요한 촉각 기술을 개발한다면 햅틱 연구자들이 그토록 염원하는 촉각 기반 시장의 확대 성장도 그리 오랜 시일이 걸리지 않을 것으로 기대한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.689-699
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• 2013

로봇 원격조종 방법은 1:1, 1:N, N:1, 그리고 N:N의 다양한 방법이 있다. 오퍼레이터가 원격지 로봇을 제어하기 위해서는 로봇의 주변 상황, 모바일 장치의 충돌 가능성, 그리고 매니퓰레이터의 힘을 인지할 수 있어야 한다. 원격조종에서는 데이터 통신과 처리에 소요되는 시간에 따른 지연이 발생하는데, 이 시간 지연은 로봇의 충돌과 햅틱 기반 제어에 있어 양방향 힘 반영에 따른 매니퓰레이터의 바이브레이션과 과도한 힘 반영을 초래할 수 있다. N:N 제어 방식은 근래 개발 중인 조종 기술로 멀티 오퍼레이터가 멀티 로봇을 스위칭하면서 제어하는 구조를 가진다. 이 구조를 구현하기 위해서는 오퍼레이터가 어떤 로봇을 제어할 것인지, 또는 그 로봇의 어떤 장치를 제어할 것인지에 대한 스위칭 기능이 필요하며, 다수의 오퍼레이터가 함께 원격조종을 수행할 때에는 이 스위칭 알고리즘이 반드시 필요하다. 또한 오퍼레이터의 성향에 따라 조종 성향이 달라지므로 이를 일반화하기위한 방안도 요구된다. 본 논문에서는 다수의 로봇과 다수의 오퍼레이터가 원격으로 로봇들을 제어하여 작업을 수행할 수 있는 햅틱 기반 제어 환경을 구축하는 방안과 구현에 대하여 기술한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.335-339
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• 2009

기존에 제안했던 실감가상시작을 위한 햅틱 다이얼 시스템을 개선하여 보다 다양하고 세련된 햅틱 효과를 주는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 사용자가 실제 제품을 조작하는 듯한 느낌을 얻을 수 있도록 힘의 세기에 따른 사운드의 변화를 주며, 미리 디자인된 햅틱 효과를 GUI부 화면에서 선택하여 실시간으로 변환할 수 있다. 또한 그래픽으로 표현된 햅틱 효과에 대해 힘의 세기나 노치의 간격을 편집할 수 있다. 햅틱 다이얼에는 실제 제품에 사용되는 여러 종류의 다이얼 노브를 탈부착할 수 있어서 사용자가 실제와 같은 느낌을 받을 수 있다. 제안된 시스템은 TCP통신으로 모터부와 GUI부가 정보를 주고받기 때문에 원격 제어가 가능하다. 이 시스템은 햅틱 효과 출력 장치일 뿐만 아니라 입력 인터페이스로 사용될 수 있으므로 그 활용 범위가 넓다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.76-82
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• 2007

햅틱 협업을 위한 네트워크는 기본적으로 지연, 지터, 손실의 제약을 가진다. 햅틱은 정보의 속도에 민감하므로 네트워크 환경에서 협업을 이루어내기에 많은 제약이 있다. 특히 협업의 품질을 감소시키는 네트워크 지연을 보상하기 위한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 물체의 좌표 전송을 기반으로 한 햅틱 협업이 높은 수준의 지연시간을 지닌 네트워크에서 발생할 수 있는 문제를 정의하고 그 원인을 파악하여 안정적인 협업을 유지하기 위하여 네트워크 지연 문제를 보상할 수 있는 기법을 제시한다. 네트워크 지연에 의해서 물체를 밀 때 더 많은 힘을 사용되는 현상과 클라이언트들이 물체를 들어올릴 때 물체가 진동하는 현상이 발생된다. 이 문제를 해결하기 위해 물체의 강도를 변경하는 방법을 제안한다. 지연 시간의 수준이 증가하여도 지연 문제가 발생하지 않게 함과 동시에 최대한 원래 물체 강도를 유지하기 위해서 클라이언트가 물체에 발생시키고자 하는 힘과 서버에서 물체에 발생시키는 힘을 같도록 만드는 수식을 유도한다. 이 수식을 이용하여 지연의 크기에 관계없이 클라이언트가 물체의 위치를 제어할 수 있다. 지연 보상 기법을 통해 햅틱 미디어의 품질을 유지하면서 지연에 의한 문제를 해결하는 방안을 제시하며, 실제 실험을 통하여 결과를 확인한다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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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.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.553-554
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• 2023

본 연구에서는 손가락의 움직임을 입력받는 햅틱 컨트롤러를 이용하여 물체를 잡거나 놓는 손의 포즈를 생성하여 가상의 물체를 제어할 수 있는 방법을 제안한다. 다섯 개의 손가락을 움직일 수 있는 경우의 수는 무수히 많아서 이를 위한 모든 모션을 캡쳐하는 것은 매우 힘든 작업이고, 캡쳐한 모든 모션을 수동으로 연결시키는 것도 어려운 일이다. 제안 방법은 햅틱 컨트롤러에서 입력된 다섯 개의 신호를 인공 신경망을 사용하여 손가락의 포즈로 변경해 준다. 이를 위해 입력 신호와 매칭되는 손의 포즈를 이용하여 인공 신경망을 훈련시킨 후, 그 결과를 이용하여 사용자의 입력에 대응하는 손의 포즈를 생성한다. 결과 포즈의 사실성을 높이기 위해 모션 캡쳐 장비로부터 훈련용 데이터를 생성하였다. 본 논문의 방법은 햅틱 컨트롤러에서 동일한 입력을 받더라도 물체의 모양에 대응하는 손의 모션을 생성하는 결과를 보여준다.