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Calibration and Evaluation for Visuo-haptic Collocation in Haptic Augmented Virtuality Systems
배유성,Baekdong Cha,류제하 제어·로봇·시스템학회 2020 International Journal of Control, Automation, and Vol.18 No.5
Haptic augmented virtuality systems can provide users with a highly immersive haptic experience by visuo-haptic collocation of physical objects with their corresponding virtual objects. The collocation can be accomplished by an encounter-type haptic display system where a robotic device provides a physical prop that represents a whole or partial virtual object in real-time and in the space occupied by the virtual object in the virtual environment. For efficient and accurate visuo-haptic collocation, this paper proposes a novel yet simple, efficient and accurate calibration method. The method employs a high-accuracy position device such as an industrial robot that can place physical objects quickly and accurately. The transformation between the reference frames of the real (robot) and virtual worlds is obtained by the simple motion of the robot’s end-effector equipped with a real object that is in turn tracked by a VR tracker system such as the HTC VIVE tracker. An evaluation of the proposed method indicates that it is possible to achieve acceptable accuracy with a few data points as compared to existing calibration methodsthat require a large number of data points.
차백동,배유성,류제하,최원일 한국자료분석학회 2019 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.21 No.6
The purpose of this study was to investigate the effect of enactment using virtual environment on memory recall and confidence of recall. Three levels of encoding conditions were used in the experiment. First, in the enactment encoding condition, participants were asked to encode procedures by enacting them using the virtual environment. The other two encoding conditions were video and text-based encoding conditions that cannot be enacted. Participants performed a free recall test after the encoding session. A week later, they visited the laboratory again to conduct a surprise recognition test with degree of confidence in the answers. The results of the recall test were better in the text-based encoding condition compared to the other two conditions. However, the results of the surprise recognition test, conducted a week after learning, did not differ significantly across the three encoding conditions. For the degree of confidence, the text-based encoding conditions showed a higher degree of certainty than the other two encoding conditions. These findings show that text-based encoding is more effective than the other two encoding methods in early phase of retrieval, but in the medium to long term, the text-based encoding may have an overconfidence of memory. 본 연구는 가상환경을 이용한 행위화(enactment)가 기억 인출 및 인출에 대한 확신에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 행위화 변수를 조작하기 위해 가상환경을 이용해 행위화가 가능한 부호화 조건과 행위화가 가능하지 않은 비디오 및 텍스트 기반의 부호화 조건이 실험에 사용되었다. 실험 참여자들은 세 가지 양식의 부호화 양식에 따라 학습을 한 후 자유 회상 검사를 시행하였다. 또한 일주일 후 실험실에 다시 방문하여 기습 재인 검사(surprise recognition test)와 함께 본인이 인출한 답에 대한 확신 정도 설문을 수행하였다. 실험 결과 텍스트 기반의 부호화 양식이 타 양식보다 회상 검사 결과가 좋았다. 하지만 학습 후 일주일의 시간이 지난 뒤에 실시한 기습 재인 검사의 결과는 모든 부호화 수준 간에 유의한 차이가 없었다. 확신 정도의 경우, 텍스트 기반의 부호화 조건이 다른 두 부호화 조건에 비해 높은 확신정도를 보였다. 이러한 연구 결과는 텍스트 기반 부호화가 초기 기억 측면에서 우세하다는 것을 보여주지만, 학습 후 2주 정도의 시간이 지날 경우 텍스트 기반의 부호화가 타 양식의 부호화에 비해 메타기억의 부정확성이 큼을 나타낸다.
시각 - 촉각 일치된 마중형 햅틱 제시 시스템의 사용자 평가
차백동,배유성,최원일,류제하 한국에이치씨아이학회 2019 한국HCI학회 논문지 Vol.14 No.2
For encountered haptic display systems among the virtual training systems for industrial safety, visual-haptic co-location is required for natural interaction between virtual and real objects. In this paper, we performed the user evaluation of the immersive VR haptic system which implement some level of visual-haptic co-location through a careful and accurate calibration method. The goal of the evaluation is to show that user performance (reaction time and distance accuracy) for both environments is not significantly different for certain tasks performed. The user evaluation results show statistically significant differences in reaction time but the absolute difference is less than 1 second. In the meantime, the distance accuracy shows no difference between the virtual and the actual environments. Therefore, it can be concluded that the developed haptic virtual training system can provide inexpensive industrial safety training in place of costly actual environment. 산업안전을 위한 가상훈련시스템들 중 마중형 햅틱 제시 시스템에서는 가상 및 실제 물체 사이의 자연스러운상호 작용을 위해 시각-촉각 일치가 필요하며 이를 위해 캘리브레이션이 수행된다. 본 논문에서는 어느 정도의 시각-촉각 일치를 구현한 몰입형 VR 햅틱 시스템의 사용자 평가를 수행하였다. 평가의 목표는 실제 및 가상환경에서 수행하는 일정한 과업들에 대해 두 환경에 대한 사용자 성능 (반응시간 및 거리 정확도)이 크게 다르지 않다는 것을보이는 것이다. 사용자 평가 결과는 반응 시간에서 통계적으로 유의한 차이가 보이지만 절대 차이는 1초 미만이며거리 정확도는 가상 환경과 실제 환경 간에 차이가 없는 것을 보여준다. 따라서 개발된 햅틱가상훈련시스템은 값비싼 실제 환경을 대신하여 저렴하게 산업안전 훈련을 할 수 있다고 사료된다.