• 전력전자학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.455-461
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• 1999

본 논문에서는 가상환경 내의 물체로부터 역감을 얻을 수 있는 3자유도 힘 반향 장치를 제안한다. 이 시스템은 디바이스와 가상환경의 모델과 힘 반향 렌더링 알고리즘 등으로 구성되었다. 평행링크 메커니즘과 와이어에 의한 토크전달 그리고 임피던스 제어가 가능한 제어기를 사용해 3자유도 힘 반향 역감장치(Force-reflecting device)를 설계하였다. 위치 함수만으로 계산되는 힘 반향동작은 God-Object 알고리즘을 사용했다. 3차원 가상물체와 시험 제작한 역감장치(Force-reflecting device)를 인터페이스 실험을 통해 3차원 가상물체와 접촉과 비접촉 그리고 푸쉬 버튼을 만지는 느낌을 검출하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.98-101
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• 2002

기존의 이동로봇 시스템은 완전한 자율주행이 주된 목표였으며 이때 영상정보는 단지 모니터링을 하는 보조적인 수단으로 사용되었다. 이에 따라 이동로봇의 자체 기능이 점차 고도화되는 방향으로 연구가 진행되었고, 제작비 또한 함께 상승하게 되었다. 그러나 구동만이 목적인 저렴한 이동로봇 시스템을 조작자가 원격 제어하는 것 또한 중요한 분야 중 하나이다. 이때 원격제어에 사용되는 신호로는 카메라에 의한 영상정보와 초음파 센서 등에 의한 거리정보를 주로 사용하게 된다. 그러나 영상정보는 3차원의 입체적 정보를 제공하는 데에는 부적절하기 때문에 초음파 센서를 이용한 거리정보가 매우 유용하게 된다. 본 논문에서는 초음파 센서의 정보를 이용한 원격제어용 힘 반향 조이스틱을 개발하였다. 힘 반향 알고리즘은 하나의 식으로 표현하기 곤란하므로 전문가 시스템의 구현이 매우 필요한 분야이다. 따라서 퍼지 논리를 사용하여 생성한 힘 반향 알고리즘을 이동로봇 원격제어에 사용함으로써 조작자가 이동로봇 주변환경을 쉽게 인식하여 이동로봇을 안전하게 주행할 수 있도록 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.169-169
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• 2003

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.51-56
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• 2003

기존의 이동로봇 시스템은 완전한 자율주행이 주된 목표였으며 이때 영상정보는 단지 모니터링을 하는 보조적인 수단으로 사용되었다. 이에 따라 이동로봇의 자체 기능이 점차 고도화되는 방향으로 연구가 진행되었고, 제작비 또한 함께 상승하게 되었다. 그러나 구동만이 목적인 저렴한 이동로봇 시스템을 조작자가 원격 제어하는 것 또한 중요한 분야 중 하나이다. 이때 원격제어에 사용되는 신호로는 카메라에 의한 영상정보와 초음파 센서 등에 의한 거리정보를 주로 사용하게 된다. 그러나 영상정보는 3차원의 입체적 정보를 제공하는 데에는 부적절하기 때문에 초음파 센서를 이용한 거리정보가 매우 유용하게 된다. 본 논문에서는 초음파 센서의 정보를 이용한 원격제어용 힘 반향 조이스틱을 개발하였다 힘 반향 알고리즘은 하나의 식으로 표현하기 곤란하므로 전문가 시스템의 구현이 매우 필요한 분야이다. 따라서 퍼지 논리를 사용하여 생성한 힘 반향 알고리즘을 이동로봇 원격제어에 사용함으로써 조작자가 이동로봇 주변 환경을 쉽게 인식하여 이동로봇을 안전하게 주행할 수 있도록 하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권6호
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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.

• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.594-597
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• 1995

A hand controller in teleoperation is a man-machine interface device that provides real-time interaction between a human operator at control site and a slave manipulator at remote site. In this paper, we examine the design issure related to various types of hand controllers in use. Emphasis is placed on bilateral hand controllers and their design parameters. We describe the design of a new 6 degree-of-freedom universal force-reflecting hand controller to control a remote Schilling Titan manipulator. This hand controller allows the operstor to maintain spatial corresponence in remote manipulative operation and fell a sense of contact with the environment. Finally, we demonstrate the graphic simulation of the hand controller to verify its design characteristics.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.55-56
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• 2010

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.237-240
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• 2003

In biological cell manipulation, manual thrust or penetration of an injection pipette into an embryo cell is currently performed by a skilled operator, relying on visual feedback information only. Accurately measuring cellular forces is a requirement for minimally invasive cell injections. Moreover, the cellular farce sensing is essential in investigating the biophysical properties for cell injury and membrane modeling studies. This paper presents cellular force measurements for the force feedback-based biomanipulation. Cellular force measurement system using piezoelectric polymer sensor is implemented to measure the penetration force of a zebrafish egg cell. First, measurement system setup and calibration are described. Second, the force feedback-based biomanipulation is experimentally carried out. Experimental results show that it successfully supplies real-time cellular force feedback to the operator at several tens of uN and thus plays a main role in improving the reliability of biological cell injection tasks.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권4호
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• pp.447-456
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• 1997

장애자나 노약자가 이동형의 재활보조 시스템을 조이스틱을 이용하여 직접 조작할 경우, 정상인과 달리 조이스틱 제어시 떨림이나 순간적인 오조작 (예를들면 조이스틱으로 손에서 놓치는 경우)이 자주 발생 하게 된다. 이러한 오조작이 그대로 전달될 경우 이동형 재활 보조시스템의 진동잉나 오동작을 초래하고, 특히 장애자나 노약자의안전성의 측면에서 문제로 대두된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 장애자의 오조작 및 주위 환경과의 충돌을 방지하기 위하여 초음파 센서를 사용하여 물체와 이동 로봇의 접근 정도를 측정하고 이에 따라 이동 로보트가 물체에 접근하는 것을 방해할 수 있도록 모터부착형 조이스틱에 토오크를 걸어주는 조이스틱을 사용한 힘 반향 주행 기법을 제안하였다. 제안될 힘 반향 기법의 유효성을 입증하기 위하여 원통형의 전방 장애물과 복도의 벽면을 가상으로 만들고 이를 따라 조이스틱을 조작하여 주행실험을 하였으며, 그 결과 조작자의 숙련도의 차이는 있었으나 장애물 정보를 조이스틱을 통하여 조작자에게 전달됨을 확인함으로써 조작성능과 장애물에 대한 안전성이 향상됨을 알수 있었다.