• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.183-186
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• 2007

Realistic deformation of computer simulated anatomical structures is computationally intensive. As a result, simple methodologies not based in continuum mechanics have been employed for achieving real time deformation of virtual reality. Since the graphical interpolations and simple spring models commonly used in these simulations are not based on the biomechanical properties of tissue structures, these "quick and dirty"methods typically do not accurately represent the complex deformations and force-feedback interactions that can take place during surgery. Finite Element(FE) analysis is widely regarded as the most appropriate alternative to these methods. However, because of the highly computational nature of the FE method, its direct application to real time force feedback and visualization of tissue deformation has not been practical for most simulations. If the mathematics are optimized through pre-processing to yield only the information essential to the simulation task run-time computation requirements can be drastically reduced. To apply the FEM, We examined a various in verse matrix method and a deformed material model is produced and then the graphic deformation with this model is able to force. As our simulation program is reduced by the real-time calculation and simplification because the purpose of this system is to transact in the real time.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권7호
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• pp.1435-1441
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• 2017

본 논문의 목적은 발달장애아동들을 대상으로 하여 사용자들이 교육 플랫폼을 터치했을 때 다양한 햅틱 감각을 경험할 수 있는 교육 플랫폼을 설계 개발하는 데 있다. 본 연구에서 제안하는 상호작용형 교육 플랫폼은 굳기감 제시 모듈, 진동감 제시 모듈, 온열감 제시 모듈과 제어 모듈로 구성되어 있다. 제안하는 교육 플랫폼은 충분한 세기의 압감, 진동감, 온도를 생성하고, 이를 사용자가 잘 느낄 수 있도록 설계하는 데에 중점을 두었다. 개발된 교육 플랫폼의 성능을 알아보기 위해 온열감, 진동감, 압감에 대한 사용자 실험을 진행하였고, 세 가지 모듈 모두 안전하게 교육 플랫폼으로 활용 가능한 범위에서 작동하는 것으로 나타났다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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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.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권1호
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• pp.17-22
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• 2016

In smart factories, the entire manufacturing process from design to the final product is simulated in a virtual manufacturing environment and optimized before starting production. Suppliers and customers make decisions based on the simulation results. Therefore, effective rendering of the information of the virtual products to suppliers and customers is essential for this manufacturing paradigm. In this study, a method of rendering the surface roughness of the virtual products using a tactile display is presented. A tactile display device comprising a $3{\times}3$ array of individually controlled piezoelectric stack actuators is constructed. The surface topology of the virtual products is rendered directly by controlling the piezoelectric stack actuators. A series of experiments is performed to evaluate the performance of the tactile display device. An electrical discharge machined surface is rendered using the proposed method.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.415-420
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• 2012

This paper proposes a novel type of tactile device utilizing magnetorheological (MR) fluid which can be applicable for haptic master of minimally invasive surgery (MIS) robotic system. The salient feature of the controllability of rheological properties by the intensity of the magnetic field (or current) makes this potential candidate of the tactile device. As a first step, an appropriate size of the tactile device is designed and manufactured via magnetic analysis. Secondly, in order to determine proper input magnetic field the repulsive forces of the real body parts such as hand and neck are measured. Subsequently, the repulsive forces of the tactile device are measured by dividing 5 areas. The final step of this work is to obtain desired force in real implementation. Thus, in order to demonstrate this goal a neuro-fuzzy logic is applied to get the desired repulsive force and the error between the desired and actual force is evaluated.

• 한국해양공학회지
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• 제26권6호
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• pp.59-65
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• 2012

In this research, a novel mater arm was studied as a teaching device for an underwater revolute robot arm used as a slave arm. The master arm was designed to be a seven-degree-of-freedom (DOF) structure, with a structure similar to that of the slave arm, and to be desktop size to allow it to be worn on a human arm. The master arm with encoders on the joints was used as an input device for teaching a slave robot arm. In addition, small electric magnets were installed at the joints of the master arm to generate the haptic force. A control system was designed to sense excessive force and torque in the joints of the master arm and protect it by controlling the position and velocity of the slave arm through the encoder signal of the master arm.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.45-50
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• 2019

Oculus Rift is the most universal VR (virtual Reality) headset for gamers and FPS (First Person Shooting) is the most suitable game genre to play with VR. Using VR can increase the player's sense of reality and make them feel as though they are in direct contact with the enemy while battling. The suggested VR game is a first person game where the player must defend a specific target against the surging enemy all within the time limit. Many objects will need to be used in this method. Object pooling will be used in order to manage all the numerous objects. When an object is repeatedly created and deleted it typically overwhelms the memory. To resolve this issue the game initially summons the object at the beginning of the scene and afterwards only uses the object when needed, lessening the burden on the memory. A ranking system is implemented to keep the game records in order to stimulate a competitive spirit between the players, and the game has received positive response during test play among college students in their 20s.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.881-886
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• 2007

오감 융합 정보 시대가 도래한다. 오감 융합은 감각 정보의 전이 기술 개발로 가능하다. 본 연구는 청각 정보의 촉각 정보 전이에 대한 연구이다. WMPlayer10SDK는 마이크로소프트사의 윈도우즈 미디어 플레이어(Windows Media Player, WMP)를 전용 소프트웨어 기반으로 하는 Plug-in 개발툴이다. WMPlayer10SDK 시스템은 WMP 내에서의 비디오와 오디오의 신호 정보를 추출하는 부분을 제공한다. 이를 이용하여 촉각 디스플레이(Tactile Display)장치인 Pos Tactor를 연동하여 음성 신호에서 진동 촉각을 제시하는 시스템을 개발하였다. 음성신호는 8bit, 16bit, 24bit, 32bit로 구분되며 각각의 주파수와 음폭의 Scale을 계산하여 그 수치를 시리얼 통신을 사용하여 통신포트(COM1)에 38400bps로 전달하여 구동하게 하였다. 이를 이용하여 음악을 촉감으로 느끼는 뮤직슈트(music suit)를 개발 하였다. 그러므로 뮤직슈트의 적용된 기술은 청각적 체험을 촉각적 체험을 할 수 있는 오감 융합 기술의 기초 기술로 제공 될 수 있다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.1-9
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• 2007

본 논문에서는 3차원 배우 모델링을 위해, 깊이 카메라를 이용하여 깊이 영상 획득 시 손실되는 머리카락 영역에 대한 복원기법을 제안한다. 대상 객체의 동적인 3차원 정보는 적외선 센서가 장착된 깊이 카메라를 통하여 실시간으로 획득한다. 이때, 깊이 비디오뿐만 아니라 각 프레임마다 컬러영상이 동시에 획득된다. 그러나 대상 객체의 일부 또는 전체가 반짝이면서 어두운 재질로 되어있을 경우 획득한 깊이 영상에서 그 부분 전체가 손실되는데, 이는 특히 방송용 콘텐츠로서 연기자의 3차원 정보를 획득할 때 머리카락 영역이 손실되어 매우 부자연스러운 결과를 초래한다. 이러한 문제점을 손실된 영역의 복원을 통해 해결한다. 먼저 컬러 영상을 이용하여 손실된 영역의 위치 정보를 알아내고, 손실된 영역 내 경계부분의 깊이 정보를 복원한 후 2차 베지어 커브로 보간하여 내부의 깊이 정보를 복원한다. 개선된 깊이 영상을 기반으로 일련의 모델링 과정을 수행하면 보다 자연스러운 3차원 모델을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 모델은 실감방송용 콘텐츠로 사용될 수 있으며, 시청자에게 시각상호작용과 촉각상호작용 등 다차원 감각의 상호작용을 제공할 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.372-377
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• 2007

For more than 2,500 years, surgical teaching has been based on the so called "see one, do one, teach one" paradigm, in which the surgical trainee learns by operating on patients under close supervision of peers and superiors. However, higher demands on the quality of patient care and rising malpractice costs have made it increasingly risky to train on patients. Minimally invasive surgery, in particular, has made it more difficult for an instructor to demonstrate the required manual skills. It has been recognized that, similar to flight simulators for pilots, virtual reality (VR) based surgical simulators promise a safer and more comprehensive way to train manual skills of medical personnel in general and surgeons in particular. One of the major challenges in the development of VR-based surgical trainers is the real-time and realistic simulation of interactions between surgical instruments and biological tissues. It involves multi-disciplinary research areas including soft tissue mechanical behavior, tool-tissue contact mechanics, computer haptics, computer graphics and robotics integrated into VR-based training systems. The research described in this paper addresses the problem of characterizing soft tissue properties for medical virtual environments. A system to measure in vivo mechanical properties of soft tissues was designed, and eleven sets of animal experiments were performed to measure in vivo and in vitro biomechanical properties of porcine intra-abdominal organs. Viscoelastic tissue parameters were then extracted by matching finite element model predictions with the empirical data. Finally, the tissue parameters were combined with geometric organ models segmented from the Visible Human Dataset and integrated into a minimally invasive surgical simulation system consisting of haptic interface devices and a graphic display.