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사용 편의성이 좋고 안전한 제품 설계를 위한 손가락 기능 시뮬레이션

전문가 제언: ○ 기술적인 측면에서 촉각 인터페이스 기술은 사람이 촉각을 인지하는 두 가지 방법에 기반을 두고 있으며, 이들은 힘을 통해 느끼는 경로와 질감을 통해 느끼는 경로로 나뉜다. 첫 번째 경로는 무게, 형상, 굳기 등 근감각 경로와 촉감을 통해서 느끼는 것이고, 두 번째 경로는 표면의 무늬, 질감, 온감 등 피부감각 경로로 구분된다.

○ 손가락 기능 시뮬레이션을 위한 촉각 디스플레이를 실현하기 위해 가장 간단한 레벨은 물체에 접촉한 것과 접촉하지 않은 감각을 표현하는 것이다. 이를 위해 데이터 글로브의 손가락 끝에 소형의 고정 진동자(buzzer)를 붙여 놓고 가상 물체의 면에 손가락 끝이 접촉했을 때 진동으로 그것을 전하는 방식이 활용되고 있다.

○ 시뮬레이션 기술의 일환으로서 유한요소해석(FEA: Finite Element Analysis)은 공학적 분석에 사용되는 컴퓨터 시뮬레이션 기술이다. FEA의 일반적인 용도는 기계적 대상물이나 시스템에서 응력과 변위를 결정하는 데 있으며, 실제로 공학에서의 응용 목적은 컴퓨터를 이용해 모델링하고, 이에 필요한 물성 및 하중과 같은 외부적인 요인들을 설정하고 시각화된 결과를 얻는 데 있다.

○ 3차원 유한요소 모델을 이용하면서 실측 결과와의 직접적인 비교, 즉 정량적인 논의를 할 수 있게 되었다. 그러나 유한요소법(FEM: Finite Element Method)이란 계산비용이 아주 많이 드는 수법이며, 시간적 제약이 많은 응용에는 적당하지 않다. 제품 설계나 햅틱 렌더링(haptic rendering) 그리고 컴퓨터 그래픽스 등 시간적 제약이 많은 응용에 관련된 연구자에게 있어서는 시뮬레이션의 범용성을 유지하면서 계산속도의 향상을 시도하는 것도 중요하다.

○ 일본 산업기술총합연구소 디지털 휴먼 연구 센터에서는 2005년경부터 개인차를 고려한 손가락의 형상 모델을 효율적으로 작성하는 수법과 수직 하중에 의존하는 지복부의 마찰 특성을 재현하는 수법을 개발하였다.

저자: Mitsunori Tada
자료유형: 학술정보