Vibrotactile Flow Perception on Backside of the Head

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The main focus of this research was to discover the basic properties of the vibrotactile flow on the back side of the head. For that, an initial study of the phantom sensation synthesis on the back side of the head was required to know the basic property of vibrotactile flow. In this work, we conducted the experiment to determine the characteristic of a vibrotactile flow between the temple, occipital, and parietal regions on the head using four actuators. Taking into account that humans perceive a vibrotactile stimulation on selected locations differently loud, we normalized a perceived amplitude of respective actuators through psycho-physical experiment. By pairwise actuating of adjoined actuators, we rendered ten patterns of vibrotactile flow in different directions and evaluated the perceived trajectory and intensity through conducted experiments. The results shown 86 percent of the identification accuracy where the user felt the continuous vibrotactile flow between active actuators. Also, the calibrated maximum amplitude for two tactors were affected onto the appeared sensation while vibrotactile flow stimulates.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 머리 뒤쪽에서 발생시킨 진동 흐름의 기본적인 속성에 대해 알아보았다. 이를 위해 허상 진동 감각에 대한 머리 뒤쪽에서의 인지에 대한 기초적 실험을 진행하였다. 머리 뒤쪽에서의 진동 흐름을 생성하기 위해 Temple, Occipital, Parietal 위치에 해당하는 HMD의 밴드 부위에 진동 소자를 부착하고, 두 가지 실험을 통하여 해당 진동 흐름을 사용자들이 어떤 궤적으로, 얼마만큼의 진동 강도로 인지하는지에 대해 알아보았다. 선행 연구를 통해 사람의 머리 부위에 대한 진동 인지 강도가 각 부위별로, 개인별로 다르다는 것을 확인하였다. 네 개의 진동 소자 중 두 개의 진동 소자를 선택하여 로그 증감 렌더링 알고리즘을 적용하고, 진동 흐름을 생성했을 때 실험 참가자들이 진동 흐름의 궤적을 어떻게 인지하는지 확인하였으며, 전체 지속 시간이 머리 뒤쪽에서의 진동 흐름 궤적 인지에 영향을 끼치는지 알아보았다. 실험 응답를 분석한 결과 86. 8%의 응답이 의도한 진동 흐름 궤적을 인지하였으며, 시간은 진동 흐름의 인지에 영향을 주지 않았다. 또한 각 개인별로 교정된 진동 강도에 대해 더 일정한 크기의 진동 인지 강도를 보여주었다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1 Introduction 1
• 1.1 Research Goal 1
• 1.2 Contributions 2
• 1.3 Organization 2
• Chapter 2 Related Works 4
• 2.1 Vibration on the Head 4
• 2.2 Vibration Phantom Sensation and Funneling Illusion 5
• 2.3 Vibrotactile Flow 7
• Chapter 3 Main Experiment 9
• 3.1 Method 9
• 3.1.1 Participants 9
• 3.1.2 Apparatus and Stimuli 9
• 3.1.3 Procedure 11
• 3.1.4 Results 16
• 3.1.4.1 Perceived Trajectory of Vibrotactile Flow 19
• Chapter 4 Additional Experiment 20
• 4.1 Method 20
• 4.1.1 Participants 20
• 4.1.2 Apparatus and Stimuli 21
• 4.1.3 Procedure 21
• 4.1.4 Results 23
• 4.1.4.1 Perceived Intensity of Vibration Flow 25
• Chapter 5 Discussion 26
• 5.1 Vibrotactile Flow and User Discomfort 26
• 5.2 Vibrotactile Flow and Bone Conduction 26
• Chapter 6 Conclusion and Future Work 28
• 6.1 Conclusion 28
• 6.2 Future Work 29
• References 30