에어 스퀴즈 필름의 맥놀이 현상을 이용한 촉감 생성 장치

Abstract

장치 표면에서 느껴지는 질감을 통해 조작자는 몰입감있는 원격조작 또는 전자기기와의 풍부한 인터페이스를 할 수 있다. 기존 Colgate 의 촉감제시장치는 스퀴즈 필름 이펙트(squeeze film effect)를 이용하여, 작은 진폭의 초음파로 판을 가진 시켜주어 판의 마찰계수가 바뀐 것 같은 효과를 만들어 내는 것이었다. 그리고 스틱슬립 현상을 이용한 촉감생성장치가 있었는데, 액추에이터를 주기적으로 켜주고 꺼줌으로써 스틱슬립의 주파수에 따른 다양한 촉감을 만들어 주었다. Colgate 의 촉감생성장치에 스틱슬립 현상을 이용한 촉감을 만들기 위해 액추에이터를 주기적으로 켜주고 꺼줬지만 액추에이터의 과도응답으로 소음이 크고 유리판이 손가락을 치는 듯한 촉각 노이즈도 나타났다. 본 논문에서는 맥놀이 현상을 이용하여 액추에이터의 갑작스러운 온-오프로 인한 소음과 촉각 노이즈를 제거하였다. 그리고 다차원 척도법을 통하여 스틱슬립 주파수에 따라 세 가지 촉감을 생성할 수 있음을 확인하였다.

Operators can be immersed in controlling manipulators to communicate with personal electrics in plenty by the texture. Existing tactile display device uses squeeze film effect to modulate friction. Low amplitude and ultrasonic vibration of a plate makes air squeeze film between the plate and the fingertip. The tactile display device also uses ultrasonic vibration to generate tactile sensations. Besides, he found a way to make rougher sensations via stick-slip effect used a method of periodically turning on-off actuators. In the above point of view, I have tried to stick-slip effect to Colgate’s tactile display device at the resonant frequency. However, sound noises and tactile noises like hitting the fingertip from the surface happen due to transient response of the actuator. My proposed tactile display device is inspired by Colgate’s tactile display. Beating method removes sound noises and tactile noises. Moreover, stick-slip frequency caused by beating makes several tactile sensations according to frequency range. I conducted user study to confirm performances of tactile display and used Multi-Dimensional Scaling method to interpret the user study data. A perceptual map from 16 tactile stimuli consisted of different stick-slip frequency which shows that three different tactile cluster were separated by frequency range.