본 논문은 이동형 햅틱 장치(mobile haptic interface; MHI)의 실제적인 문제점과 그 개선사항들에 대해 다루고 있다. 1) 전체 좌표계에서의 haptic interface point (HIP) 위치 추정 정확도에 대한 개선, 2) MHI 가 사용자와 장애물들을 피해 움직이도록 하는 포텐셜-필드 방식에 기반한 이동 계획 알고리즘, 3) MHI 의 움직임으로부터 발생하는 원하지 않는 힘이 사용자에게 전해지는 것을 막기 위한 closed-loop 컨트롤 등을 소개한다.
We present the initial results of on-going research for building a novel Mobile Haptic Interface (MHI) that can provide an unlimited haptic workspace in large immersive virtual environments. When a user explores a large virtual environment, the MHI can sense the position and orientation of the user, place itself to an appropriate configuration, and deliver force feedback, thereby enabling a virtually limitless workspace. Our MHI (PoMHI v0.5) features with omnidirectional mobility, a collision-free motion planning algorithm, and force feedback for general environment models. We also provide experimental results that show the fidelity of our mobile haptic interface.
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.1179-1186
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2022
Building Information Modeling (BIM) is widely used to efficiently share, utilize and manage information generated in every phase of a construction project. Recently, mixed reality (MR) technologies have been introduced to more effectively utilize BIM elements. This study deals with the haptic interactions between humans and BIM elements in MR to improve BIM usability. As the first step in interacting with virtual objects in mixed reality, we challenged moving a virtual object to the desired location using finger-pointing. This paper presents the procedure of developing a haptic interface system where users can interact with a BIM object to move it to the desired location in MR. The interface system consists of an MR-based head-mounted display (HMD) and a mobile application developed using Unity 3D. This study defined two segments to compute the scale factor and rotation angle of the virtual object to be moved. As a result of testing a cuboid, the user can successfully move it to the desired location. The developed MR-based haptic interface can be used for aligning BIM elements overlaid in the real world at the construction site.
이 논문에서는 모바일 환경에서 촉각적 사용자 체험 (User Experience)을 향상 시킬 수 있도록 디자인된 새로운 방식의 핸드헬드 볼 기반의 햅틱 인터페이스 "TouchBall" 을 소개하고 그 성능을 평가한다. 작은 모바일 디바이스(모바일 폰, PDA, PMP 등)에 적당하도록 볼 기반의 기계적 메커니즘을 사용하여 작은 회전력으로도 높은 감도의 다양한 촉감을 손에 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 제안하는 인터페이스를 적용한 프로토타입 버전을 구현하였고, 정신물리학적 실험을 통해 사람의 감각 인식의 가장 기본적인 척도가 되는 감지 역치를 측정하였다. 그리고 구현 가능한 다양한 촉각 패턴들의 인식강도를 절대적 강도추정 방법으로 측정하여 정확도와 인식강도를 알아보고 그 응용 가능성을 찾아보았다.
본 논문에서는 로봇의 팔을 기본 센서로 사용하여 별도의 센서 없이 사람을 따라다니는 햅틱 기반 로봇을 제안한다. 로봇 팔의 관절 각각에는 움직임을 생성하기 위한 모터가 있으며, 로봇 팔에 힘을 가하여 움직이면 각 관절의 각도가 변하면서 모터에서 그 각도를 출력 신호로 내보낼 수 있다. 따라서 사람이 로봇의 팔을 잡고 당기거나 밀면 로봇에서는 그 움직임을 각도로 읽어들이는 촉감 인터페이스로 활용할 수 있다. 구현된 로봇은 사람이 팔로 로봇 팔을 잡아끄는 움직임을 측정하여 움직이며 사람이 손을 잡고 이끎으로서 사람을 따라다닐 수 있다.
Kim, Jin Ryong;Shin, Seunghyup;Choi, Seungho;Yoo, Yeonwoo
ETRI Journal
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제38권6호
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pp.1085-1094
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2016
In this work, we present interactive automultiscopic content with mobile surface haptics for multimodal interaction. Our system consists of a 40-view automultiscopic display and a tablet supporting surface haptics in an immersive room. Animated graphics are projected onto the walls of the room. The 40-view automultiscopic display is placed at the center of the front wall. The haptic tablet is installed at the mobile station to enable the user to interact with the tablet. The 40-view real-time rendering and multiplexing technology is applied by establishing virtual cameras in the convergence layout. Surface haptics rendering is synchronized with three-dimensional (3D) objects on the display for real-time haptic interaction. We conduct an experiment to evaluate user experiences of the proposed system. The results demonstrate that the system's multimodal interaction provides positive user experiences of immersion, control, user interface intuitiveness, and 3D effects.
Human Robot Interaction(HRI) through a haptic interface plays an important role in controlling robot systems remotely. The augmented usage of bio-signals in the haptic interface is an emerging research area. To consider operator's state in HRI, we used bio-signals such as ECG and blood pressure in our proposed force reflection interface. The variation of operator's state is checked from the information processing of bio-signals. The statistical standard variation in the R-R intervals and blood pressure were used to adaptively adjust force reflection which is generated from environmental condition. To change the pattern of force reflection according to the state of the human operator is our main idea. A set of experiments show the promising results on our concepts of human adaptive interface.
This paper describes a wearable multi-modal user interface design and its implementation for a teleoperated field robot system. Recently some teleoperated field robots are employed for hazard environment applications (e.g. rescue, explosive ordnance disposal, security). To complete these missions in outdoor environment, the robot system must have appropriate functions, accuracy and reliability. However, the more functions it has, the more difficulties occur in operation of the functions. To cope up with this problem, an effective user interface should be developed. Furthermore, the user interface is needed to be wearable for portability and prompt action. This research starts at the question: how to teleoperate the complicated slave robot easily. The main challenge is to make a simple and intuitive user interface with a wearable shape and size. This research provides multi-modalities such as visual, auditory and haptic sense. It enables an operator to control every functions of a field robot more intuitively. As a result, an EOD (explosive ordnance disposal) demonstration is conducted to verify the validity of the proposed wearable multi-modal user interface.
A haptic hand controller (HHC) operated by the user’s hand can receive information on position and orientation of the hand and display force and moment generated in the virtual environment to the hand. In this paper, a 3-DOF hand controller is first presented, in which all the actuators are mounted on the fixed base by combining a 5-bar linkage and a gimbal mechanism. The 6-DOF HHC is then designed by connecting these two 3-DOF devices through a handle which consists of a screw and nut. Analysis using performance index is carried out to determine the dimensions of the device. The HHC control system consists of the high-level controller for kinematic and static analysis and the low-level controller for position sensing and motor control. The HHC used as a user interface to control the mobile robot in the virtual environment is given as a simple application.
In this paper, a tele-manipulation in explosive ordnance disposal(EOD) applications is discussed. The ROBHAZ-DT2 is developed as a teleoperated mobile manipulator for EOD. In general, it has been thought that the robot must have appropriate functions and accuracy enough to handle the complicated and dangerous mission. However, the research on the ROBHAZ-DT2 revealed that the teleoperation causes more restrictions and difficulties in EOD mission. Thus to solve the problem, a novel user interface for the ROBHAZ-DT2 is developed, in which the operator can interact with various human senses (i.e. visual, auditory and haptic sense). It enables an operator to control the ROBHAZ-DT2 simply and intuitively. A tele-manipulation control scheme for the ROBHAZ-DT2 is also proposed including compliance control via force feedback. It makes the robot adapt itself to circumstances, while the robot faithfully follows a command of the operator. This paper deals with a detailed description on the user interface and the tele-manipulation control for the ROBHAZ-DT2. An EOD demonstration is conducted to verify the validity of the proposed interface and the control scheme.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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