시각장애인을 위한 보조공학(Assistive Technology : AT)의 연구개발은 보행과 정보 접근을 위한 것이 대부분이고, 특히 정보커뮤니케이션을 위한 음성도서용 DAISY플레이어나, 컴퓨터 화면을 읽어 주는 스크린 리더, 저시력자용 독서확대기, 점자 및 점자정보단말기 등이 상품화되어 오늘날 많은 시각장애인들에게 필수적인 보조공학기기로 자리 잡고있다. 시각장애인들이 사용하는 보조공학은 촉각이나 청각을 이용하여 시각 기능을 대행하기 때문에 감각대행기라고도 한다. 촉각을 이용한 감각대행기인 점자디스플레이와 점자정보단말기는 점자 형성을 위한 액츄에이터로 압전 소자로 만든 바이몰프가 사용되며, 점자셀의 점자(핀)는 바이몰프의 상하 운동에 의해 형성된다. 점자 셀은 휴대용 점자정보단말기에 사용되고 있기 때문에, 소형화 및 저가격화가 관건이 되며 현재는 일본의 KGS사가 세계 점자 셀(Cell) 시장의 80% 이상을 점유하고 있다. 본 연구진은 2003년에 저가/소형 원반형 점자디스플레이를 개발하여, 세계 최초로 제품화에도 성공한 바있다. 본고에서는 일본의 점자정보단말기를 비롯한 촉각디스플레이의 연구개발에 대해 검토하고 촉각을 이용한 감각대행 제품의 하나로서, 본 연구진이 개발한 원반형 점자디스플레이에 대해 고찰한다.
시각장애인을 위한 보조공학(Assistive Technology : AT)의 연구개발은 보행과 정보 접근을 위한 것이 대부분이고, 특히 정보커뮤니케이션을 위한 음성도서용 DAISY플레이어나, 컴퓨터 화면을 읽어 주는 스크린 리더, 저시력자용 독서확대기, 점자 및 점자정보단말기 등이 상품화되어 오늘날 많은 시각장애인들에게 필수적인 보조공학기기로 자리 잡고있다. 시각장애인들이 사용하는 보조공학은 촉각이나 청각을 이용하여 시각 기능을 대행하기 때문에 감각대행기라고도 한다. 촉각을 이용한 감각대행기인 점자디스플레이와 점자정보단말기는 점자 형성을 위한 액츄에이터로 압전 소자로 만든 바이몰프가 사용되며, 점자셀의 점자(핀)는 바이몰프의 상하 운동에 의해 형성된다. 점자 셀은 휴대용 점자정보단말기에 사용되고 있기 때문에, 소형화 및 저가격화가 관건이 되며 현재는 일본의 KGS사가 세계 점자 셀(Cell) 시장의 80% 이상을 점유하고 있다. 본 연구진은 2003년에 저가/소형 원반형 점자디스플레이를 개발하여, 세계 최초로 제품화에도 성공한 바있다. 본고에서는 일본의 점자정보단말기를 비롯한 촉각디스플레이의 연구개발에 대해 검토하고 촉각을 이용한 감각대행 제품의 하나로서, 본 연구진이 개발한 원반형 점자디스플레이에 대해 고찰한다.
Research and development of Assistive Technology (AT) for blind people is primarily focused on assisting mobility and improving access to information. Some particularly useful devices for aiding access to information and communication are DAISY players used with talking books, screen readers for rea...
Research and development of Assistive Technology (AT) for blind people is primarily focused on assisting mobility and improving access to information. Some particularly useful devices for aiding access to information and communication are DAISY players used with talking books, screen readers for reading screens, video magnifiers to aid low vision, Braille displays, and Braille PDAs. These essential devices have been successfully commercialized and have assisted many visually impaired people. Assistive technology devices for visually impaired people are called sensory substitution devices, because these devices substitute tactile or auditory functions for visual functions. The tactile interfaces of sensory substitution devices such as Braille displays and Braille PDAs have a bimorph type of piezoelectric actuator that forms a Braille (pin) of the Braille cells by moving up and down. KGS Corporation of Japan has more than 80% share of the worldwide market for these Braille cell actuators. Commercializing it for the first time in the world. This paper reviews the various endeavors in Japan in the research and development of tactile displays, such as Braille displays and Braille PDAs. Furthermore, it discusses sensory substitution devices that use tactile displays, focusing especially on the rotating Braille display we have developed.
Research and development of Assistive Technology (AT) for blind people is primarily focused on assisting mobility and improving access to information. Some particularly useful devices for aiding access to information and communication are DAISY players used with talking books, screen readers for reading screens, video magnifiers to aid low vision, Braille displays, and Braille PDAs. These essential devices have been successfully commercialized and have assisted many visually impaired people. Assistive technology devices for visually impaired people are called sensory substitution devices, because these devices substitute tactile or auditory functions for visual functions. The tactile interfaces of sensory substitution devices such as Braille displays and Braille PDAs have a bimorph type of piezoelectric actuator that forms a Braille (pin) of the Braille cells by moving up and down. KGS Corporation of Japan has more than 80% share of the worldwide market for these Braille cell actuators. Commercializing it for the first time in the world. This paper reviews the various endeavors in Japan in the research and development of tactile displays, such as Braille displays and Braille PDAs. Furthermore, it discusses sensory substitution devices that use tactile displays, focusing especially on the rotating Braille display we have developed.
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문제 정의
본고에서는 촉각을 이용한 시각장애인용 보조공학 연구개발에 관한 일본의 동향을 리뷰함과 동시에, 본 연구진이 개발한 세계 최초의 원반형 점자디스플레이에대해 고찰한다.
상세한 테스트 결과에 대해서는 본 연구진이 집필중인 연구개발보고서를 참조하기 바라며, 본고에 서는 테스트 결과로부터 나타난 기기의 특징과, 총괄을 중심으로 고찰한다.
제안 방법
본 연구진은 점자의 장점인 독자의 이해도에 맞는 독서가 가능하도록 터치 센서를 이용하여, 손가락의 움직임에 의해 회전 속도가 실시간 조절가능한 기기 등도 제작했다. 그러나 터치 센서를 채택하는 것은 기술적으로는 가능하지만 제품으로서는 가격이 너무 높아져 제품생산은 어려운 상황이다.
본 제품이 출시되기 전에, 유저 테스트 전문 기관에 의뢰하여, 시각장애인유저에 의한 테스트가 실시되었다.
장애인과 노인의 정보통신과 관련된 다양한 과학 기술에 대한 전자정보통신학회(IEICE) 휴먼 커뮤니 케이션그룹(HCG)에 속하는 제 1 종 연구회인 복지 정보공학연구회(WIT: Well-being Information Technology)에서 많은 연구자와 개발자, 그리고 장애가 있는 분들이 적극적으로 발표와 토론을 한다.
이 기기는 점자 문서의 작성과 편집 검색이 가능하다. 컴퓨터에 연결하면본 기기의 몇 가지 버튼 조작만으로 인터넷 서핑을 하거나 이메일 등을 점자로 확인하는 것이 가능하도록 설계되었다.
대상 데이터
아스크텐텐 유저 테스트는, 사회복지법인 일본 라이트하우스 IT 센터에서, 2003 년 11월 25일 부터 2004년 1월 13일 사이에 실시되었다.
유저 테스트에 참가한 유저는 일본 라이트하우스 IT 센터의 유저공학 전문 직원을 중심으로, 8명이 참가 했으며, 테스트한 8명 각각의 결과와, 각 항목 별로 총괄한 내용으로 이루어져 있다. 총괄내용에는 결과에 관한 자체적 분석과, 필요한 기능과 수정사 항에 관하여, 시각장애인의 문화를 잘 모르는 개발 자가 이해하기 쉬운 설명과 건설적 제안 등이 포함되어 있다.
성능/효과
1.기기의 특징과 장점은, 기존의 시각장애인용 제품에 비해 디자인이 우수하며, 기기가 매우 가볍고, 가격이 낮아, 많은 시각장애인의 구입이 가능하다.
2.기기의 문제점과 단점은, 많은 기능을 가지고 있으나, 어느 기능도, 100%의 완성도에 도달하지 못했 으며, 본 기기 고유의 기능을 가지고 있지 못하다. 검색 기능이 떨어진다.
3.개선사항 및 새로운 샤양에 관한 요청은, 점자 타자후 리얼타임 점자 출력 기능과, 점자전자독서기로서 사용가능한 기능추가, 등으로 나타났다.
그리고 유저 테스트의 총괄에는 "누구를 위한 제품인지, 무슨 목적으로 만들어 졌는가"를 명확하게 하는 것이 중요하다고 기술되어있다. ASKK연구소 직원에 의한 유저 테스트 결과에 관한 검토 회의에서 시각장애인을 한 집단으로 생각하는 것이 아니라 시각장애인 중에서도 어떤 사용자층을 대상으로 개발할지의 세분화된 타겟작업이 필요하다는 결론이 났다. 그리고 기존의 점자디스플레이와 비교하여, 원반형 점자디스플레이 방식으로는 불가능한 6 점 키 터치 후 동시 점자 표시의 실현이 강조되었다.
구매자들의 보고서에서 구매자의 대부분은 손을 이동하지 않고 점자를 읽을 수 있다는 점 때문에 소설이나 수필 등 점자 데이터를 이용한 독서에 편리하다는 반응을 보였다. 또한 인터넷에 설치된 점자 전자도서관, NAIIV-net(현재명 SAPIE 도서관) 에서 데이터를 간편하게 다운로드하기 위한 소프트 웨어의 필요성이 나타나 그에 부응하는 Bookloader 라는 소프트웨어를 개발하여 사용자들에게 무료로 배포했다.
ASKK연구소 직원에 의한 유저 테스트 결과에 관한 검토 회의에서 시각장애인을 한 집단으로 생각하는 것이 아니라 시각장애인 중에서도 어떤 사용자층을 대상으로 개발할지의 세분화된 타겟작업이 필요하다는 결론이 났다. 그리고 기존의 점자디스플레이와 비교하여, 원반형 점자디스플레이 방식으로는 불가능한 6 점 키 터치 후 동시 점자 표시의 실현이 강조되었다. 본 기기는 회전에 의한 점자표출 방식으로 3 개의 셀(액츄에이터)만으로 작동할수 있는 소형화에는 성공했지만, 점자의 실시간 표출 실현은 향후의 과제로 남아있다.
그러나 터치 센서를 채택하는 것은 기술적으로는 가능하지만 제품으로서는 가격이 너무 높아져 제품생산은 어려운 상황이다. 또한 원반의 크기를 현재의 절반으로 테스트한 결과, 점자의 촉지가 가능해, 촉독자는 문제없이 점자를 읽을 수 있었다.
본 기기는 인터넷 사회의 정보 보장을 위한 지원에 많은 도움을 줄 목적으로 개발되었지만, 출시후, 점자전자독서기로서의 역할이 크게 기대되는 것으로 나타났다.
본 연구진이 개발한 저가/초소형 원반형 점자디스플레이는 휴대가 용이하며, 컴퓨터와 연결하면 본체의 조작만으로 인터넷서핑이 가능한 특징을 가진다.
이 무게는 기존의 점자전자수첩(KGS사 제품)에 비교하면, 약 1/3에불과하다. 점자의 각 점마다 액츄에이터를 사용하여, 수백 개의 바이몰프를 배치하는 기존의 점자디스플레이에 비해 세 개의 액츄에이터만으로 통제 가능하게 함으로서, 소형화와 저가격화를 동시에 실현하여 세간의 주목을 받았다. 2000년, 미국 국립 표준기술연구소(NIST)와 벨기에 루벤 카톨릭대학 등에서도 회전 점자디스플레이의 연구개발을 했었 지만 제품화에는 성공하지 못했다.
후속연구
그리고 기존의 점자디스플레이와 비교하여, 원반형 점자디스플레이 방식으로는 불가능한 6 점 키 터치 후 동시 점자 표시의 실현이 강조되었다. 본 기기는 회전에 의한 점자표출 방식으로 3 개의 셀(액츄에이터)만으로 작동할수 있는 소형화에는 성공했지만, 점자의 실시간 표출 실현은 향후의 과제로 남아있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
감각대행이란?
감각대행 (sensory substitution)은 본래 기능해야할 감각계와 지각인지 시스템에 장애가 있어 그 본래의 감각 기관에서 전달해야 할 정보를 다른 감각 기관이 대신하여 전달하는 것을 말한다.
일본의 촉각 연구는 어떤 분야에서 활발히 이뤄지는가?
현재 일본의 촉각 연구는 생리학, 심리학, 신경 과학, 계산 과학, 공학 분야 등에서 활발하게 이루 어지고 있으며, 제품 개발, 생산 기술, 마케팅, 디자인, 예술 등 다양한 입장의 학자에서 실천 기술자, 전문가에 이르기까지 그 연구가 확산되고 있다.
신편 감각 지각 심리학 핸드북은 어떻게 구성되어 있는가?
그 일례로, 와케가 편집자로 참여한 '신편 감각 지각 심리학 핸드북' 615p는 1741p를 합하면 2300 페이지가 넘는 대저이며, 많은 연구자들 에게 유용한 서적이 되고 있다. 이 책은 제 1 부 총론 제 2 부 시각, 제 3 부 청각, 제 4 부 촉각, 제 5 부 전정 기능, 제 6 부 후각, 제 7 부 미각으로 구성되어 있으며, 촉각 연구의 역사에서 현재를 알기 위한 중요한 문헌의 하나가 되고 있다.
참고문헌 (16)
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Kobayashi M, Watanabe T, "Communication System for the Blind Using Tactile Displays and Ultrasonic Pens－MIMIZU", Computers Helping People with Special Needs, Springer, pp.731-738, 2004.
Konyo M, Akazawa K, Tadokoro S, Takamori T, "Wearable Haptic Interface Using ICPF Actuators for Tactile Feel Display in Response to Hand Movements", J. of Robotics and Mechatronics, 15, No.2, pp.219-226, 2003.
Terumitsu M, Ikeda K, Kwee IL, Nakada T, "Participation of primary motor cortex area 4a in complex sensory processing", Neuroreport, 6, 20(7), pp.679-683, 2009.
Merabet LB, Hamilton R, Schlaug G, Swisher JD, Kiriakopoulos ET, Pitskel NB, Kauffman T, Pascual-Leone A, "Rapid and reversible recruitment of early visual cortex for touch", PLoS One. 27, 3(8), e3046, 2008.
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