Tactile sensation is essential for many manipulation and exploration tasks. While touching of feeling the surface of an object with their fingers, humans can perceive complex shapes, texture, and roughness through physical quantities such as pressure distribution, vibration, and skin slip/stretch. From this tactile information, humans can understand the features of the object and can precisely manipulate the object not only in a real environment but also in a virtual environment. Tactile display devices stimulate the skin in order to generate these sensations.
In this thesis, a new type of tactile display device is proposed to provide operator with the roughness and skin slip/stretch simultaneously. To design the tactile display device, two psychophysical experiments, in which we measured the effectes of fingerpad selection, the direction of finger movements while on tactile sensitivity, are performed. Furthermore, the motion range and average velocity of lateral finger movement are measured with a position sensor.
The proposed tactile display device is designed to simulate the pressure distribution, the vibration and the lateral movement across the contact regions. Although the fingerpad on the tactile display surface is immobile, it can provide nor vibrotactile stimulation and can be passively moved across the contact area of the skin. The hardware of the tactile display device consists of two parts: 6×8 pin array for normal vibrotactile stimulation and translation mechanism for a lateral movement of the display region, which triggers the skin slip/stretch. The tactile display device can generate 1㎜ normal displacement, 0.5N normal force up to 500Hz and 120mm/s lateral movement with 40mm range to operator.
And tactile display device will be attached to 2 DOF translational force feedback device of haptic mouse. This integrated tactile display system is expected to generate simultaneously the shape. stiffness, and the tactile information of the texture, and to provide more realistic feeling to an operator.
복잡계 네트웍은 인터넷, WWW, 전자우편 연결망, 사회 연결망, 단백질 연결망, 신진 대사 연결망 등 다양한 분야에서 새로운 복잡계 모델로써 많은 연구가 이루어지고 있다. 이런 복잡계 네트웍에서는 노드 하나를 제거하는 작은 변화가 전체 노드들 간의 통신 경로를 획기적으로 바꾸어 놓을 수 있다. 복잡계에 섭동을 주어 반응을 관찰하여 네트웍의 특성을 연구할 수 있는데 이것은 생물리학에서 microarray data로부터 유전자 네트웍을 구성하는 방법과 비슷하다.
이 실험에서는 작은 섭동으로 노드 하나를 제거하는 방법을 사용하였다. 네트웍에서 노드를 제거하는 방법은 다른 연구에서도 많이 사용된 방법으로 모델 연구에서 섭동을 주는 방법으로 적합한 방법이다. 노드 하나를 제거하고 각 노드에 걸리는 betweenness centrality(BC)의 변화를 직접 측정하였다. BC는 쉽게 통신망에서 소통되는 데이터에 해당하는 양정도로 이해할 수 있다. 네트웍에서 노드가 없어지면 그 노드를 지나가던 데이터들은 다른 통로로 돌아가야 하기 때문에 주변의 노드들은 BC가 커지고 주변의 노드가 없어졌음을 알 수 있다. 이렇게 BC의 변화를 측정하면 제거된 노드가 주변의 다른 노드에 미치는 영향의 정도를 알 수 있다. 이러한 방법으로 모든 노드에 대하여 주변 다른 노드에 주는 영향을 조사하여 이차적인 네트웍을 만들어 볼 수 있다.
컴퓨터 실험 결과, 각 노드 BC의 변화 정도는 원래 BC의 크기에 비례하는 것을 알 수 있었고, 그 분포가 power-law 분포를 보였다. 이것은 노드가 제거되기 전의 네트웍에서 부담하는 BC의 양이 큰 노드가 다른 노드들에 영향을 많이 준다는 의미로 이해할 수 있고, 그 변화량의 분포가 지름변화 분포와 같이 로그-로그 그래프에서 직선으로 나온다는 것은 특이할만한 사항이다. BC의 변화량을 이용하여 최소신장나무(MST) 방법과 삼투(percolation) 방법으로 이차적인 네트웍을 만들어 보았다. 이차적 네트웍을 구성한 결과, 원래 네트웍과 같게 최소신장나무 방법과 삼투 방법 모두에서 degree의 분포가 power-law를 따름을 알 수 있었다. 각 노드간의 degree 상관관계 또한 거의 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 유사도 측정을 통하여 얼마나 많은 링크들이 겹치는가 확인해 본 결과, 새로 만들어진 네트웍이 원래 네트웍을 의미있게 잘 반영함을 확인할 수 있었다.
