최근 VR(Virtual Reality)에 대한 사람들의 관심이 높아짐에 따라 주변기기 또한 많은 발전이 이루어졌다. VR 환경에서 그 환경내의 사물과 인터랙션 할 수 있는 여러 인터페이스 장치와 룸 단위의 스캐닝을 통한 VR 환경 구성까지 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재 VR의 동향을 보았을 때 가정에서의 VR 활용법은 여러 햅틱 인터페이스를 이용하여 VR 환경 내에 구성된 사물들과 인터랙션 하는 것이 많으며 룸 스캐닝을 이용한 방법으로 공간상의 제약을 어느 정도 벗어나기도 하며, 트레킹 장비를 이용하여 실제 사물들과의 인터랙션을 하기도 한다. 3D 프린터의 발전으로 상업용 3D 프린터와 가정용 3D 프린터의 보급이 활성화 되었으며, 3D 프린팅 업체 또는 가정에서 쉽게 3D 프린터를 통해 자신이 원하는 모형을 만들 수 있게 되었다. 위 두 가지를 고려하였을 때 VR 환경 에서 사람들이 쉽게 만들 수 있는 모형을 가지고 직접 인터랙션을 할 때 사람들이 느끼는 모형의 물체감과 VR 환경상에서 구성된 모형의 물체감 사이의 차이점에 대한 연구가 필요하다고 느껴진다. 따라서 이 논문에서는 3D 프린터로 제작한 사물을 VR 공간 내에 구현하고 실제로 구현된 그 사물과의 사용자 테스트를 통해 실제 사물과 인터랙션 할 때와 다른 일반 인터랙션 장비를 사용할 때의 차이에 대한 연구를 하고자 한다.

Since its introduction (e.g., [4, 6]), virtual coupling technique has been de facto way to connect a haptic device with a virtual proxy for haptic rendering and control. However, because of the single dependence on spring-damper feedback action, this virtual coupling suffers from the degraded transparency particularly during contact tasks when large device/proxy-forces are involved. In this paper, we propose a novel virtual coupling technique, which, by utilizing passive decomposition, reduces device-proxy position deviation even during the contact tasks while also scaling down (or up) the apparent inertia of the coordinated device-proxy. By doing so, we can significantly improve transparency between multiple degree of freedom (possibly nonlinear) haptic device and virtual proxy. In other to use passive decomposition, disturbance observer of [3] is adopted to estimate human force with some dead-zone modification to avoid “winding-up” force estimation in the presence of device torque saturation. Some preliminary experimental results are also given to illustrate efficacy of the proposed technique.

In this paper we propose a haptic interaction system that physically represents the underlying geometry of objects displayed in a 2D picture, i.e., a digital image. To obtain the object’s geometry displayed in the picture, we estimate the physical transformation between the object plane and the image plane based on homographic information. We then calculate the rotated surface normal vector of the object’s face and place it on the corresponding part in the 2D image. The purpose of this setup is to create a force that can be rendered along with the image without distorting the visual information. We evaluated the proposed haptic rendering system using a set of pictures of objects with different orientations. The experimental results show that the participants reliably identified the geometric configuration by touching the object in the picture. We conclude this paper with a set of applications.

This paper presents offline estimation of equivalent physical damping parameter in haptic interaction systems where damping is the most important parameter for stability. Based on the previous energy bounding algorithm, an offline procedure is developed in order to estimate the physical damping parameter of a haptic device by measuring energy flow-in to the haptic device. The proposed method does not use force/torque sensor at the handgrip. Numerical simulation and experiments verified effectiveness of the proposed method.