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역/촉감 제시 "K-Touch" 햅틱 API 개발
Development of K-Touch haptic API(Application Programming Interface) 원문보기

한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부, 2006 Feb. 13, 2006년, pp.266 - 274  

이범찬 (광주과학기술원 인간-기계-컴퓨터 인터페이스 연구실) ,  김종필 (광주과학기술원 인간-기계-컴퓨터 인터페이스 연구실) ,  류제하 (광주과학기술원 인간-기계-컴퓨터 인터페이스 연구실)

초록
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본 논문은 새로운 햅틱 API 인 "K-Touch"의 개발에 관한 것이다. 그래픽 하드웨어 기반의 핵심 역감 알고리즘을 기반으로 개발된 K-Touch API 는 가상 환경을 구성하는 다양한 데이터 형식(3D polygon model, volume data, 2.5D depth image)에 대한 햅틱 상호작용을 가능하게 하고, 새로운 햅틱 알고리즘 및 장치 개발에 필요한 소프트웨어 확장성을 제공함과 동시에 사용자가 쉽고 빠르게 햅틱 응용분야를 개발할 수 있도록 설계되었다. 아울러 햅틱 감각의 중요 요소인 역감 및 촉감 상호작용을 위해 기존의 햅틱 SDK 및 API 와 달리 역/촉감을 동시에 제시할 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 본 논문에서 제안하는 새로운 햅틱 API 의 효용성을 검증하기 위해 다양한 응용분야의 예를 구현하였다. 새로운 햅틱 API 인 K-Touch 는 사용자 및 연구자에게 보다 효율적으로 햅틱 연구를 진행 할 수 있도록 도움을 주는 툴(Tool)로써 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 다양한 촉감 제시 장치를 이용하여 정보를 표현하지만 촉감 Actuator 의 주파수 및 진폭을 조절하며 특정 정보를 표현하는 방법은 같다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 촉감 제시 장치를 위한 High 및 Low level 촉감 알고리즘을 개발하고, 검증하기 위해 촉감 제시 시스템을 구축하였다. 그림 6 은 구현된 촉감 제시 구성 및 촉감 정보 형식을 보여 준다.
  • 5 D depth image)에 대해 역감 상호작용이 가능하다 [2]. 또한 본 API 는 햅틱 감각의 중요 요소인 촉감 렌더링 알고리즘을 개발하여 역/촉감 상호작용을 동시에 가능하도록 설계 되었다. 아울러 체계적이고 모듈화 된 소프트웨어 구조를 설계하여 개발자에게 새로운 알고리즘 및 장비를 확장 할 수 있도록 설계 되었으며, 햅틱 연구 분야에 익숙하지 않는 응용 프로그램 개발자에게 보다 쉽고 빠르게 햅틱 환경을 구축할 수 있도록 고안되었다.
  • 본 논문에서는 기존의 SDK 및 API 에 나타난 제한 점을 극복하고 보완하는 새로운 햅틱 API 인 K-Touch 의 개발을 제안한다. K-Touch 의 핵심 알고리즘은 본 연구팀에서 제안한 그래픽 하드웨어 기반의 알고리즘으로써 가상 환경 내에 존재하는 다양한 데이터 표현(3D polygon, volume data, 2.
  • 본 논문에서는 새로운 햅틱 API 인 K-Touch 를 제안 하였다. 본 API 는 C++기반의 햅틱/그래픽 class 로 구성되었으며, 햅틱 연구자 및 햅틱을 이용한 응용 분야를 개발하는 개발자를 대상으로 개발된 햅틱 API 이다.
  • 표 1 은 기존의 햅틱 SDK 및 API 의 특징을 나타내고 있다. 앞서 언급한 각 햅틱 SDK 및 API 의 단점을 극복하여 다양한 데이터(3D polygon, volume data, 2.5D depth image)에 대한 햅틱 상호작용을 지원하며, 새로운 알고리즘 및 장치개발을 위한 확장성을 제공함과 동시에 역/촉감 상호작용을 동시에 제공할 수 있는 새로운 햅틱 API 개발의 필요성으로 본 논문에서는 그래픽 하드웨어 기반의 역감 제시 알고리즘을 핵심 기반으로 한 새로운 K-Touch 햅틱 API 개발을 언급하도록 하겠다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
햅틱 사용을 용이하게 하기 위해 쉽고 빠르게 햅틱 환경을 구축할 수 있는 소프트웨어가 개발되어 온 이유는 햅틱 랜더링 알고리즘의 어떠한 성질 때문인가? 따라서 햅틱 연구분야에서는 빠른 성능으로 가상 환경과의 충돌 검출(Collision detection) 및 반력 계산(Contact force computation)을 수행할 수 있는 다양한 햅틱 렌더링 알고리즘이 연구되어왔다. 그러나 이러한 햅틱 렌더링 알고리즘은 복잡한 구조적 계산 과정을 갖고 있기 때문에 햅틱 연구 분야에 대해 생소한 응용 분야 개발자에게는 추가의 노력을 통한 개발이 불가피했었다. 따라서 전 세계적으로 햅틱 사용을 용이하게 하기 위해 쉽고 빠르게 햅틱 환경을 구축할 수 있는 SDK (Software Development Kits) 또는 API (Application Programming Interface)등이 개발되어 왔다.
K-Touch API는 무엇을 기반으로 개발되었는가? 본 논문은 새로운 햅틱 API 인 "K-Touch"의 개발에 관한 것이다. 그래픽 하드웨어 기반의 핵심 역감 알고리즘을 기반으로 개발된 K-Touch API 는 가상 환경을 구성하는 다양한 데이터 형식(3D polygon model, volume data, 2.5D depth image)에 대한 햅틱 상호작용을 가능하게 하고, 새로운 햅틱 알고리즘 및 장치 개발에 필요한 소프트웨어 확장성을 제공함과 동시에 사용자가 쉽고 빠르게 햅틱 응용분야를 개발할 수 있도록 설계되었다.
햅틱이라는 단어는 어디에서 유래되었는가? 햅틱(Haptic)이란 단어는 고대 그리스 어의 “haptikos/haptesthai”로부터 유래되었으며, 햅틱 감각은 손을 사용하여 느끼는 모든 지각을 의미하는 용어로 정의되어 사용되었으나, 최근 인체의 모든 촉감 기관을 사용하여 느끼는 지각으로 의미가 넓혀지고 있다. 햅틱 렌더링은 사용자에게 가상 혹은 증강된 환경의 다양한 객체의 정보를 역/촉감을 통해 제공해주는 일련의 계산 과정을 의미한다.
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