Earticle

본 연구는 Haptic 기술 발전 과정에 대한 계보학적 접근을 위한 첫 번째 시도로서, 지금까지 이루어져 오고 있는 의학, 공학, 예술, 인문학에서의 Haptic 연구 경향을 파악하기 위한 일차적 자료 취합에 그 목적을 두고 있다. 이에 따라서 지금까지 이어져온 Haptic 연구의 논문, 저서, 저널을 취합 하고 그 경향을 파악하여, 인문학의 기여 부분과 인문학의 취약 부분을 분 석함으로써, 앞으로 진행되어야할 Haptic 연구, 더 나아가 학제 간 연구를 지향해야하는 다변화된 의제에 기여할 수 있는 방향을 직관적으로 구현하 해 내고자 한다. 따라서 이를 실현하기위해 Haptic 연구의 특성을 파악하 고 시대별로 가지는 Haptic 연구의 특성을 분석하고자 하는 것은 그 경향 과 발전 방향을 유추하는데 필연적인 과정으로 인식된다. 이러한 인식의 목적은 근원적으로 그 융합의 지점이 결코 투명하지 않거나, 혹은 이러한 이유로 인해 왜곡될 가능성이 농후한 학제 간 융합의 기반을 올바로 진단하 고자 하는데 있으며 더 나아가 이렇게 근본적으로 융합의 경향을 배태한 Haptic 연구의 특성이 과거에 가졌던 융합의 본질적 특징을 어떻게 계승하 고 있는지, 그리고 이를 기반으로 새로운 미래 지향적 통찰의 지점은 어떻 게 확립해 나갔는지를 파악하는데 있다. 따라서 융합의 궁극적 의미에 이르 기 위해서는, 오히려 그 시작점을 이루고 있는 산발된 연구의 경향을 하나 로 엮어 냄으로써 그 시대에서 요구한 특이한 상황을 이해하는 데에서부터 시작해야할 것이다. 이러한 이유로 학제 간 연구 특히, Haptic 연구에서 ‘인 문학’이 관여할 수 있는 영역과 그 범위를 확인하여, 그 목적에 대한 이해 부 족과 특히, 인문학적 관점과의 괴리를 파악함으로써 분과별 단절보다 분과별 소통이 촉발되는 지점을 확보하려 한다. 따라서 본 논문에서는 Haptic과 관련된 발표 논문의 아카이브를 기반으로 인문학적 관점의 키워드를 동원하여 그동안의 Haptic 연구에 대한 계보학적 점검과 Haptic연구가 놓치고 있는 학 제 간의 간극을 파악하여 의공학의 발전 가능성의 기반을 가늠하는 것은 물 론, 인문학이 기여할 바를 미리 파악함으로써 점점 확대되어가는 감각의 시 대를 효과적으로 대처하고 미래 지향적인 융합의 지점을 마련하고자 한다. 본 논문은 이러한 문제의식 속에 마련된 것으로서, 구체적으로 필요한 요인을 연도별 문제의식을 통해 추출해 내고자함을 일차 목표로 설정하였 고, 이를 통해 Haptic 연구가 가져야할 특성을 키워드 별로 파악함으로써, 그 의미의 가치를 제고하고 접근 가능성의 올바른 방향을 고찰하고자 하는 적실한 출발점이 되고자 한다.

This thesis aims to reserve the data which we have analyzed through the articles about ‘Haptic Technology.’ Thus, we have gathered the articles of Haptic Technology which have issued until now, so that can comprehend the progress of Haptic research finding. So we intend to form and abstract the right way of development as studying those characteristics. If it possible to prove the mention above, we will have a clear point of convergence in relation to Haptic Technology. Since 1890’s, the study of Haptic Technology has gone along gradually. The purposes of studies have been of Human’s nervous disease or blind’s sensory problem. This means are convincing evidence of a link between Engineer and Medical Science. But the both of two have been confused without principle of an interdisciplinary approach. Therefore we have to get the gist of the those principles. That is what we care to analyze. In this sense, it is very important to understand the role of Humanities. Because Humanities is everywhere in Engineering and Medical Science. So we have to grasp the meaning in linked with convergence between Engineering and Medical Science. Moreover, Human Body has most relevance to the studies mentioned above. Human Body is mainly composed of the blood vessel system and nervous system. It make the connection with sensory system and human being. Thus Humanities’s Idea exactly has to intervene in right there. Therefore, The major role that Humanities has to play is to bridge a gap between Engineering, Medical Science and Art. To achieve this, we intended to analyze the haptic research finding. So we care to make this study the starting point of the right position which furnishes guide to develop the technology of Haptic researches.

본 연구는 기존 연구가 주로 시각장애 관객의 체험 향상에 집중한 반면, 시각장애 무용수의 학습 과정에서 기술 활용 가능성과 교수자․학습자의 개념적 이해에 대한 논의가 부족하다는 문제의식에서 출발하였다. 이에 본 연구는 (1) 햅틱 웨어러블 장 비 착용 시 시각장애무용수의 고유수용감각과 감각통합 과정을 개념적으로 논의하고, (2) 무용 교육 현장에서 햅틱 기술을 통한 운동기술 전이 및 신체 확장 가능성을 검토 하며, (3) 이를 토대로 기술 도입 전 교수자와 시각장애무용수가 공유해야 할 개념적 이해를 제안하는 것을 목표로 하였다. 연구는 국내외 관련 문헌을 종합 분석하는 문헌 적 탐색을 통해 진행되었으며, 이를 통해 기술 도입 전 선행 개념적 토대의 중요성을 확인하였다. 연구 결과, 시각장애무용수의 신체 정보 처리 방식이 햅틱 기술을 통해 보완될 가능성이 있으며, 기존 교육 방식과 차별화될 수 있음을 논의하였다. 또한, 햅 틱 기술이 인간 대 인간 상호작용을 보완하는 방식으로 운동기술 전이와 신체 확장을 지원할 가능성이 있음을 고찰하였다. 아울러, 기술 도입 전 교수자와 시각장애무용수, 개발자가 교육적 활용 방식과 현장에서의 역할 변화에 대한 개념적 이해를 정리하였 다. 이러한 논의는 향후 시각장애 무용 교육의 접근성과 효과성을 높이는 데 기여할 수 있으며, 관련 실증 연구 및 기술 개발의 개념적 토대를 마련하는 데 의미가 있을 것 으로 기대된다.

This study addresses the lack of discussion on the application of technology in the learning process of visually impaired dancers and the conceptual understanding shared between instructors and learners, as existing research has mainly focused on enhancing the experiences of visually impaired audiences. This study aims to (1) conceptually explore the role of proprioception and sensory integration when visually impaired dancers use haptic wearable devices, (2) examine the potential for motor skill transfer and bodily expansion through haptic technology in dance education, and (3) propose the conceptual understanding necessary for instructors and visually impaired dancers before implementing such technology. Using a literature-based exploratory analysis, this study confirms the importance of establishing a conceptual foundation prior to technological adoption. The findings suggest that haptic technology may complement the way visually impaired dancers process bodily information, differentiating it from existing educational methods. Additionally, the study discusses how haptic technology may support motor skill transfer and bodily expansion by supplementing human interaction. Furthermore, this study organizes key conceptual considerations for instructors, visually impaired dancers, and developers regarding educational applications and instructional changes before technology adoption. These discussions contribute to improving accessibility in dance education and provide a conceptual basis for future empirical research and technological advancements.

Haptics, the science and physiology of the sense of touch, has been investigated in the field of engineering and HCI to provide better computing environments for users. Previous haptic technology being focused was mainly on the PC environments; however, beginning with the i- Phone of Apple recent haptic technology has entered our daily lives. Despite its popularization, the business opportunities the technology will bring have not yet been investigated thoroughly. This research forecasts the application of haptic technology on mobile devices and the consequential business opportunity. Also, the direction of future research in the field of MIS will be proposed.

This paper describes the development of a cylindrical-object grasping force measuring system applied haptic technology to measure the grasping force of strokes patients' fingers and other patients' paralyzed fingers. Because the cylindrical-object and the force measuring device of the developed cylindrical-object grasping force measuring system are connected with the electrical wires, patients and their families have difficulty not only measuring the patients' grasping force using the system but also knowing their rehabilitation extent when using it. In this paper, the cylindrical-object grasping force measuring system applied haptic technology was developed, and the cylindrical-object grasping force measuring device sends data to the rehabilitation evaluating system applied haptic technology by wireless communication. The grasping force measurement characteristic test using the system was carried out, and it was confirmed that the rehabilitation extent of the patients' paralyzed fingers and normal people fingers can be evaluated.

본 연구는 시각장애무용수들이 웨어러블 센서-햅틱 장비 착용 전후 수업에서의 감정 변화를 탐구하고, 이러한 변화가 무용 교육에서 어떤 교육적 경험으로 이어지는지 심층적으로 살펴보는 데 목적이 있다. 이를 위해 시각장애 무용수와 교수자 총 4명을 연구참여자로 선정하여 심층 면담을 실시하였다. 그 결과, 무용 교육 현장에서 햅틱장비를 경험한 시각장애무용수와 교수자의 경험은 크게 3가지 시사점을 도출할 수 있었다. 첫째, 햅틱기술은 시각장애무용수들이 공연 및 연습 중 동작의 방향성과 위치를 명확히 이해하도록 돕고, 군무 수행 및 낙상 예방에서 심리적 안정감을 제공하는 데 기여함을 확인할 수 있었다. 둘째, 햅틱기술은 시각장애무용수들에게 무용 교수자로서의 가능성을 열어주었으며, 이는 장애를 가진 학습자들의 어려움을 공감하고 효과적으로 지도할 수 있는 교육 환경을 마련하는 데 중요한 역할을 한다는 점에서 의의가 있었다. 셋 째, 그러나 초기 학습 과정에서의 기술 적응, 장비의 크기와 무게, 사용 편의성 등 개선이 필요한 점도 확인되었다. 본 연구 는 햅틱기술이 시각장애인을 포함한 무용 교육의 포괄성과 접근성을 높이고, 심리적 안정과 학습 효율성을 증진하는 데 기 여할 수 있음을 제시하고 있다.

This study investigates the emotional changes experienced by visually impaired dancers before and after using wearable sensor-haptic devices in dance classes and examines how these changes inform educational practices in dance. To address these objectives, in-depth interviews were conducted with four participants, comprising visually impaired dancers and instructors. The findings delineated three primary themes regarding the integration of haptic devices in dance education. First, haptic technology enabled visually impaired dancers to precisely comprehend the direction and positioning of movements during performances and rehearsals. This facilitated psychological stability by enhancing group dance coordination and mitigating the risk of falls. Second, the technology expanded opportunities for visually impaired dancers to assume instructional roles, allowing them to develop educational strategies that address the specific challenges faced by students with disabilities while promoting mutual understanding. Lastly, the study highlighted areas for improvement, including the necessity for enhanced technical adaptability during initial learning phases, reductions in equipment size and weight, and increased usability optimization. The findings indicate that haptic technology holds significant potential to foster inclusivity and accessibility in dance education for visually impaired individuals. Furthermore, the technology contributes to psychological stability and enhances learning efficiency, underscoring its relevance as a transformative tool for inclusive arts education.

본 연구에서는 가상낚시시스템(VFS, Virtual Fishing System)을 위해 제작된 햅틱장치인 FishBot을 개발한다. FishBot는 XY테이블에 휠축을 장착한 3자유도 로봇으로 구성된다. 물고기의 동작을 모사하기 위해 XY 축 제어는 토크값을 가변적으로 제한하는 모션 위치 제어 모드로 하고 휠 축은 힘제어 모드로 하였다. 낚싯대는 실제 낚싯대에 LED를 장착하고 웹 카메라를 튜닝하여 낚싯대의 위치를 인식할 수 있도록 하였다. 결과적으로 제작된 Fishbot은 물고기와 같이 위치와 속도를 변화하고 DAC를 통해 낚는 힘을 제어할 수 있으며 낚싯대 끝단의 위치를 관측하여 가상현실시스템(Virtual Reality System)상에서 연동할 수 있게 하였다.

In this paper, a haptic fishing robot, Fishbot, for a Virtual Fishing System is presented. Fishbot is 3DOF robot and it consists of a XY table and a wheel motor. To simulate the motion of fish, XY table is controlled by position servo drivers with variable torque constraint, and wheel axis is controlled by torque servo driver. Finally, Fishibot detects the end point of fishing pole with cameras to recognize the pose of user, and it can interface with a Virtual Reality System.

본 논문은 가상현실과 증강현실에서 다양한 정보와 촉감을 통한 인지심리학 적인 측면의 햅틱이 사용된 영상에 관하여 알아보고자 한다. 미래를 그리는 공상과학영화에서 햅틱의 사용은 근간에 많이 이루어지고 있는 것 같지만 영상에서 표현되는 부분은 극히 드문 실정이다. 이에 헵틱의 기술의 발전과 영상에서 표현되고 있는 햅틱의 기술에 대해 알아보고, 현재 어떤 제품들이 사용되고 있는지 살펴보고자 한다. 본 논문은 먼저 연구동향을 통해 햅틱의 역사와 기술에 대하여 알아보고, 이를 통해 햅틱 기술의 전망을 조사하였다. 영상에서의 햅틱 구현은 어떤 모습을 통해 구현이 되었는지 조사하였으며, 이를 통해 현재 상용화 되고 있는 기술에 대하여 알아보았다. 또한 이를 통해 가상의 세계를 표현한 영상에서 햅틱의 기술이 어디까지 구현이 되고 있으며, 햅틱의 현재기술은 어디까지 전개되고 있는지에 대한 경향을 알아보고자 하였다. 이러한 연구를 바탕으로 햅틱 기술이 사용될 수 있는 부분은 어디까지 인지 예측하여 보았다.

본 논문에서는 운전자의 편의를 위해 직관적인 방향 정보를 햅틱 정보로 전달하기 위한 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템을 구현하기 위해, 햅틱 진동에 방향성을 추가하기 위한 햅틱 기술을 적용하였다. 제안하는 시스템의 작동 과정은 인지와 햅틱 신호 생성으로 나누어지며, 그 과정은 다음과 같다. 인지 과정에서는 차량의 양 측면에 달린 카메라를 이용해 차선을 검출한다. 또한 상단에 부착된 라이다 센서를 이용해 장애물의 방향과 거리를 판단한다. 동적 햅틱 신호 생성 과정에서는 인지된 정보들을 활용하여 차선 이탈과 장애물 충돌의 경보를 구분할 수 있고, 방향성을 포함하는 동적 햅틱 신호가 생성된다. 생성된 신호는 스티어링 휠과 시트에 부착된 진동 모터를 통해 전달된다. 이러한 기능을 갖는 시스템은 로봇을 사용한 시뮬레이션 환경에서 진행되었다.

본 논문에서는 운전자의 편의를 위해 직관적인 방향 정보를 햅틱 정보로 전달하기 위한 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템을 구현하기 위해, 햅틱 진동에 방향성을 추가하기 위한 햅틱 기술을 적용하였다. 제안하는 시스템의 작동 과정은 인지와 햅틱 신호 생성으로 나누어지며, 그 과정은 다음과 같다. 인지 과정에서는 차량의 양 측면에 달린 카메라를 이용해 차선을 검출한다. 또한 상단에 부착된 라이다 센서를 이용해 장애물의 방향과 거리를 판단한다. 동적 햅틱 신호 생성 과정에서는 인지된 정보들을 활용하여 차선 이탈과 장애물 충돌의 경보를 구분할 수 있고, 방향성을 포함하는 동적 햅틱 신호가 생성된다. 생성된 신호는 스티어링 휠과 시트에 부착된 진동 모터를 통해 전달된다. 이러한 기능을 갖는 시스템은 로봇을 사용한 시뮬레이션 환경에서 진행되었다.

촉각이용기술(HET)의 사용과 역할은 일상생활에서 더욱 중요성이 증가되고 있다. 사용자는 그들의 일상생활에서 HET의 특성을 평가하고 이러한 평가는 어떻게 HET의 사용자 의도를 개선시킬 것인가에 대한 지침으로 작용한다. 본 연구의 목적은 기술수용모델(TAM)과 혁신확산이론(IDT) 그리고 프레즌스의 개념을 하나의 모델로 통합하여 HET의 수용을 설명하는 것이다. 본 연구의 데이터는 설문지법을사용하여 총 254명의 표본을 이용하여 이루어졌다. 연구의 표본은 HET 기기를 활용한 경험이 있는 서울경기지역의 중고등학교와 대학교에 재학 중인 학생을 대상으로 하였다. 또한 서울 경기지역의 직장을 가지고 있는 직장인을 대상으로 연구를 진행하였다. 설문기간은 2012년 3월부터 4월까지 총 24일간 조사되었다. 연구의 분석을 위해 smart PS프로그램을 이용하여 신뢰성분석, 요인분석, 상관분석, 부트스 트랩핑 경로분석 등을 수행하였다.

The role and use of haptic enabling technology (HET) becomes increasingly more important in the common life. Users evaluate the attributes of HET in their everyday life and this evaluation works as a guideline of how HET should evolve for user intention. The purpose of this study is to combine the technology acceptance model(TAM), Innovation and Diffusion Theory(IDT) and Presence concept into one model and to explain acceptance of HET device. Data has been collected from 254 respondents for this study using a questionnaire method. The survey for the actual analysis of the research was done and analyzed with the customers who have an experience of purchasing an HET devices and the samples were selected among the middle and high school students who live in Seoul area, the university students who live in Seoul and Gyeonggi Provinces, and the ordinary workers who are working in Seoul and Gyeonggi Province. The survey was done for 24 days from March, 2012 through April, 2012. The positive analysis was done with smart PLS program using the reliability analysis, factor analysis, correlation analysis, bootstrap path analysis and so on. The following study results were revealed: First, relative advantage, compatibility and presence was related positively to peceived usefulness. Second, relative advantage and presence was related positively to peceived ease of use. Third, relative advantage, compatibility and presence was related positively to peceived enjoyment. Finally, perceived usefulness and enjoyment was related positively to usage intention.

With the widespread use of multifunctional devices, haptic sensation is a promising type of sensory channel because it can be applied as an additional channel for transferring information for traditional audiovisual user interfaces. Many researchers have shed new light on non-contact haptic displays for their potential use on ambient and natural user interfaces. This paper introduces several of the latest schemes for creating a mid-air haptic sensation based on their transfer medium: ultrasonic phased arrays, air nozzles, thermal and plasmonic lasers, and electromagnets. We describe the principles used in delivering haptic sensation in each technology, as well as state-of-the-art technologies from leading research groups, and brief forecasts for further research directions.

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.

This paper describes the developments to improve the feeling and safety of the remote control system of unmanned vehicles. Generally, in the case of the remote control systems, a joystick-type device or a simple steering-wheel are used. There are many cases, in which there are operations without considering the feedback to users and driving feel. Recently, as the application area of the unmanned vehicles has been extended, the problems caused by not considering the feedback are emphasized. Therefore, the need for a force feedback-haptic control arises to solve these problems. In this study, the force feedback-haptic control algorithm considering the vehicle parameters is proposed. The vehicle parameters include first the state variables of dynamics, such as the body side-slip angle (${\beta}$) and yawrate (${\gamma}$), and second, the parameters representing the driving situations. Force feedback-haptic control technology consists of the algorithms for general and specific situations, and considers the situation transition process. To verify the algorithms, a simulator was constructed using the vehicle dynamics simulation tool with CAN communication environment. Using the simulator, the feasibility of the algorithms was verified in various scenarios.

Electro-active polymers and dielectric elastomers have many intriguing properties that enable smart interfaces and electrically tunable optical systems, such as haptic feedback devices, artificial muscles, and expansion-tunable optical elements. These device classes are of great interest owing to their promising roles in next-generation technologies including virtual or augmented reality, human sensing and muscular enhancement, and artificial skins. In this report, we review basic principles, current state-of-the-art techniques, and future prospects of electro-active and dielectric elastomer technology. We describe chemical and physical properties of the most promising polymer substances, essential elementary architectures for artificial muscle-like functionalities, and their applications to haptic interfaces, muscular enhancement, and focus-tunable optical elements.

Music is a means of emotional expression and self-expression. In addition, it allows to interact with others and communicate with the world. Music may be considered as inaccessible for people with hearing impairment, who are sometimes discriminated from the music community. We explore trends in various technologies and research that enable everyone to access and enjoy music through experiences that leverage new and innovative technological approaches and bridge the gap between people with and without hearing impairment. Various aspects of haptic systems are being studied, but most of them are performance-oriented and focus only on technical functions. As research matures, more detailed and new studies that converge with various senses are being attempted. These studies will likely evolve into influential research areas that can positively affect the lives of people in terms of accessibility and inclusion by providing detailed functions and stimuli to specific users, including those with hearing impairment.

본 연구에서는 시각장애인에게 시각자료를 촉각정보로 변환하여 제공할 수 있는 햅틱디스플레이(Haptic-display) 장치와 이를 위한 교육 콘텐츠로 구성된 특수교육 보조공학시스템을 설계하였다. 특수교육 환경에 적합한 특수교육 보조공학시스템 설계를 위하여 맹학교 현직 교사들과 전맹학생들을 대상으로 특수교육 보조공학시스템에 대한 요구사항을 분석하였고, 시각장애학생들의 촉각정보인지 특성을 심층면담을 통해 분석하였다. 또한 현재 활용하고 있는 특수교육 자료 및 특수교육 보조공학장치에 대하여 분석하였으며, 분석된 자료를 바탕으로 시각장애교육 환경에 적합한 특수교육 보조공학시스템 설계에 반영하였다. 햅틱디스플레이 장치와 사용자 인터페이스는 시각장애학생들의 촉각정보인지 특성과 요구사항을 고려하여 설계하였으며, 장치에 필요한 교육 콘텐츠 저작 프로그램은 문자 및 수식 점역기능과 시각자료의 점역기능 등이 가능하도록 설계하였다. 제안한 시스템은 시각장애학생들의 학습능률을 극대화시킬 것으로 기대된다.

In this study, we designed a special education assistive technology system consisting of Haptic-display providing visual information converted to tactile information and educational contents. To design a special education assistive technology system appropriate for special education environment, we derived system requirements by surveying teachers and visually impaired students, and we also analyzed tactile information perception characteristics of visually impaired students based on in-depth interviewing. In addition, we analyzed current special education resources and special education technology devices, and we designed a new special education technology system appropriate for visually impaired special education environment based on the analysis results. We designed the Haptic-display device and its user interface considering of tactile information perception characteristics of visually impaired students and their requirements, and also designed educational contents producing program that can automatically translate text, equation and visual information to tactile information. We expect that the proposed system can maximize learning efficiency of visually impaired students.