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촉각은 다른 감각들과는 다르게 감각기관이 전신에 분포하여, 주위 환경과 상호 작용하는 데 중요한 역할을 한다. 하지만 시각과 청각의 물리적 변환기는 고도화되어 사람의 감각 이상의 능력을 보여줌에도 촉각 분야에 대해선 아직 발달이 미흡한 실정이다. 따라서 촉감의 정량화에 성공한다면, 카메라가 시각의 인터페이스고 녹음기가 청각의 인터페이스인 것처럼, 아직은 미개척 분야인 촉감에 대한 인터페이스라는 새로운 패러다임을 일으키는 데에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.

본 연구는 촉감의 종류 중 재질의 질감에 가장 많은 영향을 주는 거칠기에 대해 다룬다. 인간은 재질 표면에 존재하는 패턴들과 패턴을 문지르면서 생기는 진동을 통해 거칠기를 인식한다. 또한 일반적으로 진동은 속도에 의해 변화하지만 인간은 문지르는 속도에 거의 무관하게 거칠기에 대한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구는 거칠기를 느끼는 인간의 감각 수용기와 비슷한 역할을 하는 ...

촉각은 다른 감각들과는 다르게 감각기관이 전신에 분포하여, 주위 환경과 상호 작용하는 데 중요한 역할을 한다. 하지만 시각과 청각의 물리적 변환기는 고도화되어 사람의 감각 이상의 능력을 보여줌에도 촉각 분야에 대해선 아직 발달이 미흡한 실정이다. 따라서 촉감의 정량화에 성공한다면, 카메라가 시각의 인터페이스고 녹음기가 청각의 인터페이스인 것처럼, 아직은 미개척 분야인 촉감에 대한 인터페이스라는 새로운 패러다임을 일으키는 데에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.

본 연구는 촉감의 종류 중 재질의 질감에 가장 많은 영향을 주는 거칠기에 대해 다룬다. 인간은 재질 표면에 존재하는 패턴들과 패턴을 문지르면서 생기는 진동을 통해 거칠기를 인식한다. 또한 일반적으로 진동은 속도에 의해 변화하지만 인간은 문지르는 속도에 거의 무관하게 거칠기에 대한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구는 거칠기를 느끼는 인간의 감각 수용기와 비슷한 역할을 하는 PVDF 진동 센서와 재질의 패턴들과 상호 작용할 수 있는 생체모방형 지문 구조를 결합하여 인간이 거칠기를 느끼는 방식을 모사하였다. 그리고 가변 샘플링 기법 개발 후 거리 측정 센서를 도입하여 수동 측정 시 변화하는 속도에 따라 거칠기를 보정할 수 있게 하였다.

제작된 휴대용 거칠기 측정 시스템을 활용하여 표면에 일정 주기로 요철 구조가 형성된 재질을 선정하여 측정한 결과, 가변 샘플링 기법 적용 후 확연한신호의 주기성 향상을 확인하였다. 그 후 여러 패턴 및 소재를 가진 10가지 재질을 활용하여 측정하고 특징을 추출한 결과, 지문구조 및 재질의 특성을 적절히 반영하는 결과를 관찰할 수 있었다. 결론적으로 높은 신뢰성과 정확도를 가지는 거칠기 측정 시스템을 개발하였고, 이는 머신러닝 및 인공지능 적용 시 재질 판별 및 질감의 정량화에 있어 높은 성공 가능성을 보여준다.

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