초록 ▼

가. 촉감 정보 분석을 위한 플렉서블 촉각 센서 개발
본 사업에서는 시각, 청각, 촉각 등 각종 센싱 시스템이 기본적으로 요구된다. 보다 구체적으로는 시각 정보 획득을 위해 CCD나 CMOS 이미지 센서 등을 이용한 시각 센싱 시스템이 필요할 수 있으며, 청각 정보를 위해서는 마이크로폰 등의
센서 개발 및 3차원 공간감 구현 기술이 필요할 수 있다. 이와 마찬가지로 촉각 감지를 위하여 압력 센서나 힘 센서 등을 이용한 촉각 센싱 시스템이 요구된다.
특히 기존의 연구에서 시각, 청각 정보의 센싱을 위한 기술은 많은 상

가. 촉감 정보 분석을 위한 플렉서블 촉각 센서 개발
본 사업에서는 시각, 청각, 촉각 등 각종 센싱 시스템이 기본적으로 요구된다. 보다 구체적으로는 시각 정보 획득을 위해 CCD나 CMOS 이미지 센서 등을 이용한 시각 센싱 시스템이 필요할 수 있으며, 청각 정보를 위해서는 마이크로폰 등의
센서 개발 및 3차원 공간감 구현 기술이 필요할 수 있다. 이와 마찬가지로 촉각 감지를 위하여 압력 센서나 힘 센서 등을 이용한 촉각 센싱 시스템이 요구된다.
특히 기존의 연구에서 시각, 청각 정보의 센싱을 위한 기술은 많은 상용화로 쉽게 구입 가능하나 촉각 정보의 센싱, 특히 3축 힘의 정보를 얻기에는 쉽지 않다.
따라서 본 연구에서는 촉각 정보 패턴 인식 및 분석 연구 개발 내용을 수행하기 위하여 기반이 되는 3축 신호 전달 플렉서블 촉각 센서의 구현을 필요로 한다.
본 요소 기술 개발에서는 촉감 정보 입력 패턴 분석을 위한 하드웨어 장치로써, 손가락에 부착되는 형태로 3축 및 단축 힘을 측정할 수 있는 플렉서블 센서의 설계 및 제작을 목적으로 한다. 다양한 패턴 분석을 위하여 센서 셀 개수의 크기를 다양
화시킨 플렉서블 촉각 센서의 설계 및 제작을 수행한다. 그리고 제작된 촉각 센서로부터의 3축 힘 출력 신호 패턴을 분석하기 위한 하드웨어적인 환경을 구축한다. 또한 3축 힘센서를 이용한 입력장치 응용 모델을 도출하고 상용 단축센서를 이용하여 프로토타입을 제작한다.
나. 소형 촉감 인터페이스 모듈
오감 인터페이스 개발을 위해서는 촉감 인터페이스 모듈을 필요로 한다. 특히 휴대용 인터페이스의 개발은 다양한 장치에 적용될 수 있으므로, 휴대기기에 내장 될 수 있는 수준의 작은 촉감 인터페이스 모듈을 개발하는 것을 목표로 한다.
개발하는 모듈은 핀배열 방식으로 제작하여 다양한 패턴 구현 및 질감 등을 전달 할 수 있게 하는 것을 연구 범위로 한다.
다. 후,미각 정보의 패턴 인식 및 표현 기술
● 후,미각 정보의 표현 언어 처리기술 및 부호화
- 감성인자를 이용한 표현 언어 정의
- 표현 언어를 이용한 후,미각 정보의 정보표현 설계와 부호화
● 향기정보 및 미각 정보 패턴인식 및 분석
- 향기정보와 미각 정보의 부호화된 데이터를 이용한 패턴처리 방법
● 발향장치를 위한 응용 프로그램 제작
- 메신저를 이용한 후각 디스플레이
- 후각 디스플레이 가능한 멀티미디어 플레이어
라. MPEG 기반 촉, 후, 미각정보 부호화 기술
● MPEG 기반 촉, 후, 미각 정보 부호화
- 주 및 부 화학 성분 분류
- 후각 특징에 따른 화학 성분 기반 MPEG 후각 표현
● MPEG 기반 오감 융합 재생기 개발
마. 오감 정보 전송 프로토콜
● 오감 정보 데이터 트래픽 분석
● 프로토콜 개발: 오감 전송 프로토콜 설계 및 프로토타입 구현
바. 오감 융합 디지털 콘텐츠를 위한 표현 기술
● 오감융합 플랫폼으로 사용될 콘텐츠 시연을 위한 표현 환경 시스템 개발
● 시나리오기반의 오감 융합 콘텐츠 개발 (실감형 영상시스템)
● 데스크탑 환경에서 고정형 눈동자 시선 추적 시스템 개발
사. 직관적 상호작용을 위한 음성/제스처 2감 융합 인식기술
● 음성/제스처 융합 알고리즘 및 동기화 기술개발
- 음성/제스처의 특징벡터 융합을 위한 학습 및 인식 알고리즘
- 음성/제스처 융합을 위한 동기화 모듈 개발
● 음성/제스처 융합인식을 위한 데이터베이스 구축
- 동기화된 음성/제스처 데이터베이스 수집 S/W 개발
- 동기화된 음성/제스처 융합 데이터베이스 구축

Abstract ▼

A. Flexible Tactile Sensor for Analysis of Tactile Information
In this project, some system using vision, audible, tactile sensor is needed. In case of vision system, we need CCD or CMOS image sensor. the development of microphone sensor is required for audible system. On the other hand, pressure

A. Flexible Tactile Sensor for Analysis of Tactile Information
In this project, some system using vision, audible, tactile sensor is needed. In case of vision system, we need CCD or CMOS image sensor. the development of microphone sensor is required for audible system. On the other hand, pressure sensor or force sensor for tactile sensation is needed.
This research is about the development of hardware for input pattern of tactile information. Thus we design and fabricate the flexible tactile sensor attached to human’s finger which can measure three-axis force. In order to analysis of some tactile pattern, we design and fabricate some flexible
tactile sensor with multi three-axial force sensor. Additionally, we set up the environmental system for obtaining the three-axial force component from fabricated tactile sensor. And we develop the tactile system which can recognize contact situation in real time. We design an application using our three-axial force sensor as input device and develop a prototype with commercial 'i-cubex' sensors.
B. Compact Tactile Display Module
A tactile display module is necessary to develop a five-sense interface.Particularly, since a small module could be embedded into any portable interface, a compact tactile display module is able to be applied to a portable sensory feedback interface. Therefore, a scope of this project is development of a small pin-arrayed tactile display module representing various patterns and textures.
C. Pattern Analysis and Display for Odor and Taste Information
● Data processing technique and coding for odor and taste information
- Definition of representation language using emotional receptor
- Data format design and coding of odor and taste information using representation language
● Pattern Recognition and analysis of odor and taste information Pattern analysis methods using coding data from odor and taste information
● Implementation of application programming for a scent display device
- Olfactory display using messenger
- Multimedia player including function of olfactory display
D. MPEG Representation for Haptics, Odor and Taste Information
● Combining haptics, odor and taste with visual and audio MPEG
- Decomposition of primary and secondary components
- MPEG odor representation based on chemical features
● MPEG-based five sense content player
E. Five-Senses Transfer Protocol
● Five-senses Data Traffic Analysis
● Protocol Development: Design and implement a five-senses data transfer protocol
F. Presentation Platform for Five Senses Fused Digital Contents
● Research on presentation of five sense fused contents
- Development of presentation platform for five sense fused contents
- Modeling for fusing contents utilizing five senses
- Development of scenario based fusion modeling system
- Development of sensor based head motion tracking system
- Development of fix typed gaze tracking system
G. Gesture/Voice Fusion Recognition
● Development of the Gesture/Voice Fusion Algorithm and the
Synchronization Method
- Learning Algorithm for the Feature Fusion of Gesture/Voice
- Recognition Algorithm for the Feature Fusion of Gesture/Voice
- Synchronization Method for the Gesture/Voice Fusion
● Development of the Gesture/Voice Fusion Database
- S/W for the Synchronized Recoding of Gesture/Voice
- Synchronized Database of Gesture/Voice

목차 Contents

• 표지 ...1
• 인사말씀 ...3
• 제출문 ...5
• 요약문 ...7
• Summary ...14
• Contents ...21
• FIGURES ...24
• TABLES ...27
• 목차 ...28
• 그림목차 ...31
• 표목차 ...34
• 제1장 서론 ...35
• 제1절 연구의 필요성 ...35
• 제2절 연구개발의 목표 및 범위 ...35
• 1. 연구 개발의 목표 ...35
• 2. 연구개발의 범위 ...35
• 제3절 주요 연구개발 결과 ...36
• 1. 촉감 정보 분석을 위한 플렉서블 촉각 센서 개발 ...36
• 2. 소형 촉감 인터페이스 모듈 ...36
• 3. 후,미각 정보의 패턴 인식 및 표현 기술 개발 ...37
• 4. MPEG기반 촉, 후, 미각 정보 부호화 기술 ...38
• 5. 오감 전송 프로토콜 ...39
• 6. 오감 융합 디지털 콘텐츠를 위한 표현 기술 ...39
• 7. 제스처/음성 이감융합 인식기 ...40
• 제2장 촉감 정보 분석을 위한 플렉서블 촉각 센서 개발 ...41
• 제1절 개요 ...41
• 제2절 국내외 기술개발 현황 ...41
• 1. 국외 기술 현황 ...41
• 2. 국내 기술 현황 ...41
• 제3절 연구개발 수행내용 및 결과 ...42
• 1. 3축 힘센서 단위셀 설계 ...42
• 2. 3축 힘센서 조합 센서 설계 ...45
• 3. MEMS 반도체 공정 프로세스 설계 및 제작 ...47
• 4. 3축 힘센서 신호처리부 제작 ...48
• 5. 3축 힘센서 기반 센서 평가 ...51
• 6. 응용모델 설계 및 상용 단축 힘센서를 이용한 프로토타입 ...55
• 제3장 소형 촉감 인터페이스 모듈 ...57
• 제1절 개요 ...57
• 제2절 연구의 필요성 ...57
• 제3절 소형 질감제시 모듈 ...59
• 제4절 펜형 촉감 인터페이스 개발 ...61
• 제5절 사용자 평가 ...62
• 1. 버튼 촉감 재현의 효과 ...62
• 2. 질감제시 모듈을 이용한 점자 표현 ...65
• 제6절 응용분야 및 결론 ...69
• 1. 응용분야 ...69
• 2. 결론...71
• 제4장 후, 미각 정보의 패턴 인식 및 표현 기술 ...73
• 제1절 개요 ...73
• 제2절 후, 미각 정보 부호화 ...73
• 1. 냄새의 분류 방법 ...73
• 2. 후각 부호화를 위한 데이터 포맷 구조 ...77
• 제3절 후,미각 XML 정보 표현 규격 ...81
• 1. 후각 정보 표현의 XML 구조 ...81
• 2. 후각 XML의 예 ...82
• 제4절 후,미각 정보의 패턴 인식 방법 ...86
• 1. 후, 미각 정보 클러스터링 ...86
• 2. 후, 미각 정보 클러스터링 알고리즘 ...89
• 제5장 MPEG기반 촉, 후, 미각 정보 부호화 기술 ...91
• 제1절 개요 ...91
• 제2절 MPEG-7 ...91
• 1. MPEG이란 ...91
• 2. MPEG-7 구조 및 특징 ...92
• 제3절 후각정보 ...94
• 1. 냄새와 화학구조 ...94
• 2. 냄새의 측정 ...96
• 3. 냄새의 분류 ...98
• 제4절 MPEG-7 기반 후각정보 부호화 ...99
• 1. MPEG-7 XML Description 범위 ...99
• 2. 후각 정보 데이터의 Description Tool 구성 ...100
• 3. 후각의 Feature 특성과 Coding Scheme ...109
• 제6장 실시간 오감 정보 전송 프로토콜 ...112
• 제1절 개요 ...112
• 제2절 설계 고려 사항 ...112
• 1. 통신모델 ...112
• 2. 오감 데이터 스트리밍을 위한 네트워크 채널 전송 방식 ...113
• 3. MPEG의 DMI와의F 호환성 문제 ...114
• 4. 개별 감각 특성에 따른 서로 다른 데이터 전송 요구 사항. ...114
• 5. 서비스 세션과의 관계 ...115
• 6. 서비스 형태에 따른 데이터 전송 형태 ...116
• 제3절 FSTP 구조 ...116
• 1. 상하위 인터페이스 ...116
• 2. 동작 구조 ...117
• 제4절 FSTP 상세 설계 ...120
• 1. 세션 관리 ...120
• 2. 세션 상태 관리 ...122
• 3. 오감 정보 데이터 전송 ...123
• 4. 패킷 구조 ...128
• 5. 오감 미디어 별 QoS 관리 ...129
• 제7장 오감 융합 디지털 콘텐츠를 위한 표현 기술 ...131
• 제1절 개요 ...131
• 제2절 시선 추적에 관한 연구 ...132
• 1. 눈동자의 시선 위치 추적 장치 ...132
• 2. 눈동자 시선 추적 ...133
• 제3절 입체영상 환경 구축에 관한 연구 ...135
• 1. 입체영상 양안시차 시연 환경 구축 연구 ...135
• 2. 무안경식 입체 영상 디스플레이 알고리즘 연구 ...137
• 제4절 융합 표현기 개발 연구 ...143
• 1. 오감 융합 시스템 레이어 개요 ...143
• 2. 오감 융합 표현기 블록 구조 ...144
• 3. 시스템 인터페이스 개요 ...145
• 4. 융합 표현기 설계 ...147
• 제8장 제스처/음성 2감 융합 인식기 ...150
• 제1절 개요 ...150
• 제2절 2감 융합 인식기 개발 환경 및 구조 ...150
• 1. 구현 환경 및 2감 융합 데이터베이스 ...150
• 2. 구현 구조 ...153
• 제3절 2제스처/음성 특징 융합을 위한 학습 및 인식 알고리즘 ...154
• 1. 음성/제스처 인식 모듈 ...154
• 2. 동기화 및 융합 인식블럭 ...161
• 제9장 결론 ...166
• 부록 1 연구 결과물 목록 ...170
• 1. 기술문서 ...170
• 2. 프로그램 ...172
• 3. 논문 ...173
• 4. 특허 ...174