초록 ▼

본 연구는 햅틱 피드백이 제공되는 가상 재활훈련 환경을 통해 사용자의 동작 데이터를 습득하고 이를 인지 및 운동 능력 평가에 활용할 수 있는 기반 기술개발을 목표로 하였음
- 기존 연구와의 차별점
기존 가상재활훈련 연구들이 대체로 환자의 특정 능력을 판단하기 위해 특별히 제작된 장비나 콘텐츠를 사용하는 반면 본 연구에서는 기존 콘텐츠들에 범용 햅틱장치의 입출력을 부가하여 활용하는 방식을 고안하였음
- 전반적인 시스템 구현에 있어서 범용적이고 구성 가능한 프레임워크 면에서의 고려를 하였으며 이는 다수의 햅틱 장치 지원

본 연구는 햅틱 피드백이 제공되는 가상 재활훈련 환경을 통해 사용자의 동작 데이터를 습득하고 이를 인지 및 운동 능력 평가에 활용할 수 있는 기반 기술개발을 목표로 하였음
- 기존 연구와의 차별점
기존 가상재활훈련 연구들이 대체로 환자의 특정 능력을 판단하기 위해 특별히 제작된 장비나 콘텐츠를 사용하는 반면 본 연구에서는 기존 콘텐츠들에 범용 햅틱장치의 입출력을 부가하여 활용하는 방식을 고안하였음
- 전반적인 시스템 구현에 있어서 범용적이고 구성 가능한 프레임워크 면에서의 고려를 하였으며 이는 다수의 햅틱 장치 지원 다수의 콘텐츠 지원 데이터 분석 수식 및 조작 파라미터의 구성 가능성을 포함
연구결과
- 햅틱 렌더링을 고려하지 않고 제작된 대화형 및 그래픽 어플리케이션에서 범용 햅틱 장치의 피드백 렌더링을 이끌어내는 기술 개발
- 마우스 입력을 받도록 제작된 대화형 어플리케이션에 햅틱 장치를 사용하여 사용자의 운동능력을 반영하는 입력을 받도록 하는 기술 개발
- 햅틱 장치를 통해 특정 콘텐츠와 상호작용을 하는 사용자의 인지 및 운동 능력을 판단하는 데에 기반이 될 수 있는 데이터 수집 기법 개발
- 수집한 데이터를 인지 및 운동 능력 평가를 위해 분석하는 수식을 별도의 스크립트 파일에 정의해놓고 이를 동적으로 로딩해서 사용하는 시스템 구현
- 데이터 분석 수식 스크립트를 편집하는 프로그램 개발

Abstract ▼

This research project addresses growing needs for reducing social and economic costs due to brain illness, and contributes to the widespreading virtual reality (VR) rehabilitation. The goal of our research is to construct a multi-modal interface for acquiring movement data from the natural interacti

This research project addresses growing needs for reducing social and economic costs due to brain illness, and contributes to the widespreading virtual reality (VR) rehabilitation. The goal of our research is to construct a multi-modal interface for acquiring movement data from the natural interaction with the virtual environment, and to develop a core technology assessing ADL (Activities of Daily Living) ability from such multi-modal interface. By carrying out the project, we have made the following achievements in each technical category:
- Technology on acquiring movement data: We have proposed a novel method, based on haptic interaction, for acquiring data for screening cognitive and motor abilities.
- Technology on 3D interaction with the virtual environment: We have developed a haptic plug-in for existing 2D-3D graphics applications, as well as haptic input methods to reflect user’s cognitive and motor abilities.
- Technology on analyzing movement data: We developed a separate interface for configuring the system for the data analysis. The core of data analysis method can be carried out based on a script file, so that it provides a room for the configuration by the medical experts. In addition, a simple script code generator is developed.
- Technology on operation ability assessment: We have developed a module to assess user’s operation ability by the haptic interaction.
- Technology on user-specific virtual contents authoring: Based on the operation ability assessment, the interaction parameters are adjusted.
We expect our research results will contribute to the widespread of haptic technology to the computerized rehabilitation field, with the possibility of extension of our technique to general computingenvironments.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1절. 연구개발의 배경 및 필요성 ... 9
• 2절. 연구 목표 ... 10
• 3절. 연구 범위 ... 10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 1절. 가상현실 및 햅틱관련 기술개발현황 - 재활 치료에의 적용을 중심으로 ... 12
• 2절. 전산화 인지재활치료 관련 기술개발현황 ... 13
• 3절. 본 연구결과가 차지하는 위치 ... 14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16
• 1절. 기존 어플리케이션에 대한 햅틱 인터랙션 부가 방법에 대한 연구 ... 16
• 2절. 사용자 동작 데이터 수집 ... 18
• 3절. 수집한 데이터의 분석을 위한 프레임워크 ... 19
• 4절. 데이터 분석 사례 (인지능력 vs. 운동능력 비교) ... 21
• 5절. 사용자 숙련도 평가 및 적응적 파라미터 조절 ... 22
• 6절. 개발 결과물 사용 모습 ... 22
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 24
• 1절. 연구개발목표의 달성도 ... 24
• 2절. 관련분야에의 기여도 ... 25
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 26
• 1절. 추가연구의 필요성 ... 26
• 2절. 연구결과의 활용 방안 ... 27
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 28
• 1절. 가상현실 관련 연구 ... 28
• 2절. 햅틱스 관련 연구 ... 28
• 제 7 장 참고문헌 ... 30
• 끝페이지 ... 32