Kim, Jongsun;Choi, Dongsoo;Kim, Sangyoun;Ha, Jisoo
복식문화연구
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제28권5호
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pp.705-718
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2020
The goal of this study was to develop a haptic communication system that can convey the tactile sensation of fashion materials in a virtual environment. In addition, the effectiveness and how realistically the virtual fabric image of this system delivers the tactile sensation of actual fabric was verified. First, a literature review was conducted through which the tactile attributes of fashion materials were defined that would be implemented in the haptic communication system. Then, a questionnaire for evaluating the tactile attributes of fashion materials was developed. Next, a haptic communication system was designed to convey fashion image experiences in a virtual environment, from which a haptic rendering model was suggested. The effectiveness of the haptic communication system was evaluated by verifying user experiences with questions developed through a user evaluation experiment. The validity of the evaluation questions pertaining to the tactile attributes and the effects of the haptic communication system were verified. Factor analysis was conducted to verify the evaluation of the tactile sense attributes of the fashion material, which identified density, thickness, and elasticity of the material as key factors. As a result of comparisons between the tactile sense through haptic characteristics and through touching, it was observed that regarding density and thickness, tactile sense experience led to greater perceived reality, while this was not the case for elasticity.
사용자가 원격으로 가상환경에 접속하여 가상물체를 조작할 때 현실감을 증강시키기 위해서 햅틱 시스템이 사용된다. 그러나 원격 시스템 환경에는 통신시간지연이 발생하며, 발생된 통신시간지연은 햅틱 시스템을 불안정하게 만들 수 있다. 본 논문에서는 종래의 샘플-홀드 방식인 영차홀드 (ZOH; Zero-Order-Hold)가 아닌 일차홀드 (FOH; First-Order-Hold)를 포함하는 햅틱 시스템에서 시뮬레이션을 통해 통신시간지연과 햅틱 장치의 물성치 변화에 따른 가상 스프링상수의 안정성 영역을 분석하고 이를 통해 안정적인 햅틱 시스템을 구현하고자 한다. 통신시간지연이 없으면 일차홀드 (FOH) 방식이 영차홀드(ZOH) 방식보다 가상 스프링상수의 안정성 영역을 증가시킬 수 있었다. 그러나 통신시간지연이 증가하면, 샘플-홀드 방식보다 통신시간지연이 시스템 안정성에 더 큰 영향을 끼치므로, 샘플-홀드 방식에 따른 가상 스프링상수의 안정성 영역 크기에는 차이가 없어진다. 또한 통신시간지연과 일차홀드 방식이 포함되면 가상 스프링상수의 안정성 영역은 통신시간지연 크기에 반비례하고, 햅틱 장치의 댐핑상수 ($B_d$)에 정비례하여 증가하지만, 햅틱 장치의 질량 ($M_d$)에는 영향받지 않음을 알 수 있었다.
In this paper we propose a walking aid system for blind people by exploiting a haptic feedback equipment. The proposed system is a form of haptic feedback cane which is composed of MCU, communication module, sensing module and actuator. The proposed system recognizes obstacles around the blind by using ultrasonic sensors in the sensing module. Moreover, the system generates feedback information about the detected obstacle and then notifies the information to the blind through the actuator. The blind can notice the direction of the detected obstacle with the haptic feedback equipment and vibration motor. Futhermore, the proposed system controls a nearby IoT(Internet of Things) system by utilizing push buttons through the ZigBee communication. Finally, the blind can easily decide the direction of the obstacle without interference of terrain feature by using the proposed system.
In this work, 4-DOF ER haptic master is proposed and integrated with a slave robot for minimally invasive surgery(MIS). Using a controllable ER fluid, the haptic master can generate a repulsive force/torque with the 4-DOF motion. For realization of master-slave robot system, the motion command of the haptic master is realized by slave surgery robot. In order to follow the 4-DOF motion of the haptic master, novel mechanism of slave surgery robot with gimbal joint is devised. Accordingly, the haptic master-slave robot system is established by incorporating the slave robot with the haptic master device in which the desired repulsive force/torque and position are transferred to each other via wireless communications. In order to obtain the desired force/torque and position trajectories, tracking controllers for haptic master and slave robot are designed and implemented, respectively. It has been demonstrated that the desired effective torque tracking control performance is well achieved using the proposed haptic master-slave robot system.
In this work, 4 DOF ER haptic master is proposed and integrated with a slave robot for minimally invasive surgery (MIS). Using a controllable ER fluid, the haptic master can generate a repulsive force/torque with the 4-DOF motion. For realization of master-slave robot system, the motion command of the haptic master is realized by slave surgery robot. In order to follow the 4 DOF motion of the haptic master, novel mechanism of slave surgery robot with gimbal joint is devised. Accordingly, the haptic master-slave robot system is established by incorporating the slave robot with the haptic master device in which the desired repulsive force/torque and position are transferred to each other via wireless communications. In order to obtain the desired force/torque and position trajectories, tracking controllers for haptic master and slave robot are designed and implemented, respectively. It has been demonstrated that the desired effective torque tracking control performance is well achieved using the proposed haptic master-slave robot system.
본 논문은 촉감기반 네트워크 시스템을 위한 적용형 전송기법들에 대한 기존의 연구들을 소개한다. 우선 촉감기반 네트워크 시스템의 구조와 데이터 유행에 따라서 촉감기반 네트워크 시스템을 분류하고 촉감기반 시스템을 위한 네트워크 QoS 요구 조건에 관한 기존의 연구들을 정리한다. 촉감기반 시스템을 위한 기존의 네트워크 적응형 전송기법에 대해서 네트워크 지연 및 지터 보상 기법, 손실 제어, 그리고 전송률 제어 기법들로 나누어 소개한다. 촉감기반 네트워크 시스템을 위한 기존의 연구들을 정리하므로써 더 효율적인 네트워크 적응형 전송 기법들의 개발을 위한 기반을 마련하고자 한다.
In this paper, we propose a new graphic deformation algorithm for haptic interface system. Our deformable model is based on non-linear elasticity, anisotropy behavior and the finite element method. Also we developed controller for high-speed communication. The proposed controller is based on the PCI/FPGA technology, which could progress the capability of the position calculating and the force data transmitting. The haptic system is composed of the 6DOF force display device, the high-speed controller, HIR library for 3D graphic deformation algorithm and the haptic rendering algorithm. The developed system will be used on constructing the dynamical virtual environment. We demonstrate the relevance of this approach for the real-time simulating deformations of elastic objects. To show the efficiency of our system, we programmed the simulation of force reflecting. As the result of experiment, we found that it has high stability and easy to control for deformable object than some other systems.
Objective: The aim of this study is to investigate the effects of design parameters of vibrotactile signals on semantic association with transmitted information conveying different meanings. Background: As information communication relying on human visual channel becomes excessive, the utility of vibrotactile signals is being interested as a substitute measure of delivering information. Properly designed hapticons may relieve burden of visual communication by rendering distinct and meaningfully compatible haptic sensations. Method: A typical Kansei engineering approach was adopted in this study. Ten most distinctive hapticons were selected among those having different frequencies and amplitudes. Associations between the hapticons and twenty four pairs of adjectives used to describe the state of automobile in control were gathered from thirty subjects using semantic differential scales. Results: The selected pairs of adjectives were summarized by factor analysis into two semantic dimensions named 'Awareness' and 'Directionality'. The experimental hapticons matched with the semantic dimensions were presented as a haptic emotion map. Conclusion: The results from this study support that frequencies and amplitudes of haptic signals play important roles in arousing different human perceptions regarding the two haptic emotional dimensions. Application: Properly designed hapticons with respect to the contents of transmitted information will increase human operator's situation awareness as well as system performance. The result from this study can be used to develop standardized hapticons for active haptic communication.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제3권2호
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pp.161-165
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2003
In this paper, we investigate the issues on the design and implementation of tele-operation system based on the haptic interface. Here, the 3-DOF haptic device and the X-Y-Z stage are employed as master controller and slave system respectively. For this master-slave system, the force feedback algorithm, the modeling of virtual environments and the control method of X-Y-Z stage are presented. In this paper, internet network is used for data communication between master and slave. We construct virtual environment of the real convex surface from the force-feedback in controlling the X-Y-Z stage and measuring the force applied by the 3-DOF haptic device.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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