• 제목/요약/키워드: haptic communication system

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Force Distribution Algorithms For Singularity-Free 3-DOF Parallel Haptic Device With Redundant Actuation

  • Kim, Tae-Ju;Chung, Goo-Bong;Yi, Byung-Ju;Seo, Il-Hong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1598-1602
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    • 2003
  • The parallel-type mechanism provides more accurate and stiff motion than the serial-type mechanism. However, in case of using the haptic device, the performance of the force reflection can be deteriorated due to the singular points existing in workspace. In this paper, we propose a redundantly actuated parallel 3-DOF haptic device, which is singularity-free in the workspace and has an improved force reflection capability. In addition, we propose a new force distribution algorithm, which can reflect force of both high and low resolution, using two sets of actuator with different size. Redundant actuators are attached to the base frame in order to minimize the inertia of the system. Moreover, a wire and gear reduction system is employed to achieve high force reflection along with soft feeling. We confirm the performance of the force reflection capability throughout simulation.

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Haptic Communication for Cooperative Object Manipulation

  • Noma, Haruo;Miyasato, Tsutomu
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 1997년도 Proceedings International Workshop on New Video Media Technology
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    • pp.83-88
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    • 1997
  • In this study, we focus on precise and natural cooperative object manipulation in a virtual space. We introduce two virtually expanded physical laws-virtual mechanical equilibrium on a rigid object and exclusive object arrangement-to create realistic cooperative manipulation. We have built a trial system according to our proposed design. The method is expected to allow users to exchange intended manipulation by haptic and visual channels.

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Low-Frequency Haptic Interface Developed for Electrical Safety Experience Education

  • Cho, Hyun-Seob
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.75-78
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    • 2015
  • Electric shock due to the increased use of power, equipment accidents, electrical accidents, such as electric fire and also continues to grow. To prevent electric shock accidents, an experience education is more effective than indoctrination education. But an electric shock experience education system required a proper physical stimulation on human body to experience electric shock. In this study, we conducted a study to take advantage of the realistic haptic interface using a low-frequency type experiential learning and prevention education. Results of this study could be applied to an electric shock experience education system.

2D 햅틱 인터페이스 장치 설계/제작 및 이를 이용한 가상 에어하키 시스템 구현 (Design and fabrication of a 2D haptic interface apparatus and the realization of a virtual air-hockey system using it)

  • 백종원;강지민;최대성;용호중;장태정
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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    • pp.225-229
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    • 2006
  • 햅틱 인터페이스 장치는 가상공간 상에서 얻어지는 시각적 효과와 더불어 힘(촉각)을 전달하여 사용자에게 현실감을 줄 수 있는 장치이다. 본 논문에서는 다양한 용도로 사용할 수 있는 2 차원 햅틱 인터페이스 장치를 설계 및 제작하고, 입체영상 시스템과 연동하여 오락실에서 흔히 볼 수 있는 에어하키 시스템을 가상현실 기술로 구현하였다. 이때 적절한 모델링과 햅틱 렌더링을 통하여 가상 에어하키 공을 칠 때 사용자가 핸들을 잡은 손으로 느끼는 충격과 반력을 2 차원 햅틱 인터페이스 장치를 통하여 느낄 수 있도록 하였다. 구현된 시스템의 시연을 통하여 공과 핸들의 충돌 시 공이 튕겨 나가는 방향과 속도가 실제와 유사하고 공과 핸들에서 충돌이 일어날 때 실제와 상당히 유사한 느낌은 얻을 수 있음을 확인하였다.

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무인차량 원격주행제어를 위한 힘반향 햅틱제어 기술에 관한 연구 (A Study on the Haptic Control Technology for Unmanned Military Vehicle Driving Control)

  • 강태완;박기홍;김준원;강석원;김재관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.910-917
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    • 2018
  • 본 논문은 무인차량 원격 제어 시 실재감과 안전성을 향상시키기 위한 기술 개발 내용을 설명한 것이다. 일반적으로 무인차량 원격 운용 장치의 경우 조이스틱 형태의 장치나 간이 조향 휠로 구성하는 것이 대부분이다. 또한 차량 또는 장비를 직접 운전하는 감성을 구현하거나 현재 주행 상황을 운용 장치로 피드백하지 않기 때문에 사용자 입장에서는 이질감을 느낄수밖에 없었다. 최근 무인화 연구가 활발해짐에 따라, 이질감과 함께 현재의 주행 상황을 운전자에게 피드백하지 않아 발생하는 위험까지 제기되었고, 이러한 문제점을 제거하기 위한 힘반향 햅틱제어 기술의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 무인차량 운용 장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 차량의 주행 상태를 고려한 힘반향 햅틱제어 기술을 제시하였다. 고려되어진 차량 주행 상태는 첫째로 차체 옆미끄럼각(${\beta}$)과 요레이트(${\gamma}$)와 같이 상태변수와 차량 동적 거동을 나타내는 파라미터를 포함하며, 위험 구역 접근, 장애물에 의한 조향 제한 등을 나타낼 수 있는 파라미터를 포함한다. 또한 햅틱제어 기술은 크게 일반 주행 상황, 위험 구역 접근 상황, 장애물에 의한 조향 제한 상황, 제어권 전환 상황 별 알고리즘으로 구성되며, 각 상황 별 천이 과정이 자연스럽도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 알고리즘을 검증하기 위하여 차량동역학 해석 시뮬레이션 툴을 활용, CAN 통신으로 구성된 시뮬레이터 환경을 구축하였으며, 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가해봄으로써 실현 가능성 및 성능을 입증하였다.

Towards Designing Human Interactions for Learning Support System using Virtual Reality Technology

  • Iwane, Noriyuki
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제3권1호
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    • pp.11-14
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    • 2014
  • We have been designing human interactions for some learning support system or education system. The design is based on a symbol grounding model. The model is applicable to many learning domains using virtual reality technology. The design policy is simple and compact. In order to realize the policy we use/reuse some devices from the viewpoint of virtual reality. This paper introduces basic ideas and explains several example cases based on the idea.

픽처레스크 정원에 나타난 촉지적 지각 - 18세기 영국 픽처레스크 정원을 중심으로 - (Haptic Perception presented in Picturesque Gardens - With a Focus on Picturesque Garden in Eighteenth-Century England -)

  • 김진섭;김진선
    • 한국조경학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.37-51
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    • 2016
  • 시각중심주의에 편향된 근대의 광학적 메커니즘은 시각의 다채로운 기능을 간과하고 추상적이며, 이성적인 눈으로 사물을 판단하고 공간을 조직함으로써 눈이 사물을 더듬는 기능에 대해서는 간과하였다. 최근에는 시각의 이분법적 지각체계를 넘어서 복합지각에 의해 다른 감각과의 소통을 통한 다양한 경험을 유도하고 있다. 촉지적 지각은 시각뿐만 아니라 다양한 감각과의 상호작용을 통해 주체로 하여금 신체를 동반한 체험을 유도하며, 물성이 가지고 있는 특질과 인간의 다양한 감각적 자극을 꾀하는 역동적인 시각이다. 본 논문은 주체의 능동적 체험을 유도하는 촉지적 지각의 이론적 배경을 고찰하여 촉지적 지각의 주요한 특징을 도출하고 촉지적 지각의 특징이 픽처레스크 정원에서 어떠한 방식으로 나타나는지를 살펴보고자 한다. 촉지적 지각의 주요한 특징을 고찰하기 위해 철학과 미학사에서 아돌프 힐데브란트의 시각론이 알로이스 리글과 빌헬름 보링거, 발터 벤야민, 모르스 메를로 퐁티, 질 들뢰즈에 의해 각각 어떻게 발전, 확장, 재해석되는지를 탐구한다. 이로서 촉지적 지각과 시각적 지각 방식의 주요차이점을 분석하고 촉지적 지각이 가지는 특성을 도출한다. 이후, 촉지적 지각의 특성이 픽처레스크 정원에 어떻게 나타나는지 고찰하기 위해 고전적 정원을 시각적 지각으로 픽처레스크 정원을 촉지적 지각으로 각각 설정하여 분석하고 앞서 도출된 촉지적 지각의 특성을 픽처레스크 정원에 투영하여 고찰한다. 본 연구를 통해 도출된 픽처레스크 정원에 나타난 촉지적 지각에 대한 연구결과는 다음과 같다. 시각적 지각과 대별되는 촉지적 지각의 주요차이점은 경계의 모호함과 애매함, 동적시점의 생성, 불확정적 동선에 의한 운동성 유발, 지각 불가능성에 의한 낯설음과 숭고미로 요약할 수 있다. 픽처레스크 정원에서 경계의 모호함과 애매함은 평면의 불규칙함과 비대칭 요소, 단일시점의 거부로 나타나며, 동적시점의 생성은 서사적 구조의 도입과 회화의 장면구성기법을 재현하면서 기존 정원에 없는 전경, 중경, 원경 요소를 만들면서 공간을 중첩시킴으로써 생성된다. 불확정적 동선에 의한 운동성 유발은 분기하는 동선에 의해 형성되며, 지각 불가능성에 의한 낯설음과 숭고미는 정원에서 다양한 요소의 활용과 '거칠음'과 '불규칙함', '폐허'의 도입으로 나타난다.

무인차량 원격주행제어 신뢰성 향상을 위한 통합 시뮬레이터 구축에 관한 연구 (A Study on the Development of Driving Simulator for Improvement of Unmanned Vehicle Remote Control)

  • 강태완;박기홍;김준원;김재관;박현철;강창근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.86-94
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    • 2019
  • 본 논문은 보다 높은 실재감과 안전성을 확보하기 위한 무인차량 원격주행제어 환경 개발에 대한 내용을 설명한다. 주로 무인차량 원격주행제어를 위한 환경은 조이스틱 형태의 장치를 활용하여 조향과 가/감속이 가능하도록 개발되어 사용되었다. 그 외 일반 차량처럼 간이 조향-휠(steering-wheel)을 기반으로 개발된 시뮬레이터 환경도 있으나, 현재 주행 상황을 피드백하는 기술이 적용되어 있지 않거나 가/감속부를 포함하지 않는 것이 대부분이다. 피드백 기술이란 일반 차량을 직접 운전할 때 조향-휠과 가/감속 페달을 통해 느껴지는 현재 주행 상황을 시뮬레이터 환경에 구현하는 것을 의미한다. 이렇듯 무인차량 원격주행제어에 이질감을 감소시키는 피드백 기술 개발과 더불어 실재감을 높일 수 있는 시뮬레이터 환경 구축이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 통해 개발된 힘반향 햅틱제어 기술을 적용할 수 있는 시뮬레이터 환경을 구축하고 시뮬레이터 하드웨어의 최소 요구사양을 도출하는 연구를 수행하였다. 하드웨어 구성은 일반 차량과 유사한 조향-휠 모듈과 가/감속 페달 모듈로 구성하였으며, 조향부와 가/감속부 모두 피드백 기술을 적용할 수 있도록 별도의 액추에이터를 설치하였다. 또한 제어부 PC를 통해 두 가지 조작부에 피드백 명령을 전달할 수 있도록 CAN(controller area network) 통신 환경을 구성하였다. 이렇게 구성한 시뮬레이터 환경의 성능을 검증하기 위하여 기 개발된 힘반향 햅틱제어 알고리즘을 직접 적용하여 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가하였다.

가상환경에서 힘 반영 촉각장치를 이용한 소형 원격조정 시스템 (Mini-Teleoperation system with a Force-Feedback Haptic Interface within a Virtual Environment)

  • 김대현;김영동;이현의
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1998년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.116-122
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    • 1998
  • This Paper presents some of challenges of creating feedback force, through manipulation of master manipulator, allowing the user to feel objects within a virtual environment. A sense of touch for the virtual environment. A sense of touch for the virtual environments was generated by a virtual compliance control method. In theis system data communication between the master and slave, we used TCP protocol. In the experiments. A position error between the master and slave arm was about $13.56^{\circ}$ in case that the master and slave arm had not compliance properties of the virtual object, while they have the its properties the position error reduced by $2.43^{\circ}$.

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Research and development of haptic simulator for Dental education using Virtual reality and User motion

  • Lee, Sang-Hyun
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제7권4호
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    • pp.114-120
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    • 2018
  • The purpose of this paper is to develop simulations that can be used for virtual education in dentistry. This development goal is to allow dental students to learn the necessary surgical techniques at the point of their choice, not going into the operating room, away from time, space, and physical limits. In this paper configuration, the optimization method is applied convergent, and when the operation of the VR contents is performed, the content data is extracted from the interaction analysis formed in the VR engine, and the data is processed by the content algorithm. It also computes events and dental operations generated within the 3D engine programming and generates corresponding events through data processing according to the input signal. The visualization information is output to the HMD using the rendering information. In addition, the operating room environment was constructed by studying lighting and material for actual operating room environment. We applied the ratio of actual space to virtual space and the ratio between character and actual person to create a spatial composition at a similar rate to actual space.