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(The) effect of sound on haptic perception = 사운드가 햅틱 지각에 미치는 영향
서명 / 저자 (The) effect of sound on haptic perception = 사운드가 햅틱 지각에 미치는 영향 / Seung-Chan Kim.
저자명 Kim, Seung-Chan ; 김승찬
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2007].
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초록정보

In this paper, overall approaches to human multimodal perception are divided into three sections. First, an evaluation of human sensibility on perceived texture was researched as a basic research on cutaneous perception. After the essential elements of human sensitivity related to texture perception were found, various types of sandpaper were utilized in terms of how the perceived roughness is related to other elements. From the results, it was found that perceived roughness is closely related to ruggedness and prickliness. Following this, attempts were made to discover how perceived roughness and its elements are affected by amplitude and frequency of a tactile display system. The experiment showed important relationships among them. Second, effects of the sound energy level in accordance with the frequency band on haptic perception are revealed after the attempts to discover the effects of auditory cues on haptic perception. It was found that some of the sensation elements such as ruggedness and roughness are closely related to the intensity of a low frequency band of a sound(~600Hz). Third, three kinds of sound synthetic techniques (SSTs) based on sinusoidal frequency modulations with irregular primitive function algorithms were suggested. And the investigations on benefits of real time SSTs for haptic interaction were followed. Performance is evaluated in two ways; 1) unimodal analysis of the synthesized sound and 2) multimodal analysis between haptic and the sound. After the unimodal analysis, it was found that meaningful spectrum contents can be generated using suggested SSTs. And, several pieces of evidence that an auditory-haptic multimodal perception will increase the human sensitivity of the texture perception are found after the multimodal analysis between haptic and sound.

본 논문은 사람의 멀티모달 인지(multimodal perception) 중 소리와 촉감에 초점을 두고 크게 세 부분의 연구로 구성되어 있다. 첫째, 촉각의 모달리티와 관련, 지각되는 표면의 재질감에 대해 질감제시장치(tactile display)의 주파수와 진폭을 변화시켜가며 감성평가를 실시하였다. 측정된 실험 데이터로부터 표면의 거칠기를 이루고 있는 지각 요소들을 추출할 수 있었으며, 또한 질감제시장치의 주파수와 진폭의 변화가 피험자들의 ‘거칠기’라고 하는 형용사적 반응과 밀접한 관계가 있다는 중요한 결론을 정량적인 관계식을 바탕으로 얻을 수 있었다. 둘째, 표면을 접촉할때 발생되는 특정 소리의 고속 푸리에 변환 (FFT)를 통해 저주파 대역(~600Hz)의 주파수 성분이 표면의 거칠기 지각과 상관관계를 갖고 있음을 확인하고, 이를 통해 거칠기를 이루는 각 감각의 요소별로 유의미한 상관관계를 갖는 주파수 대역을 분석하였다. 셋째, 각 감각의 요소를 인식하는데 있어 밀접한 상관관계를 갖는 소리를 해당 대역의 주파수 성분을 생성함으로써 구현하였다. 다양한 소리를 생성하는데 있어 공통적으로 주파수 변조(frequency modulation, FM) 방식을 사용하고 다음과 같은 세 가지의 랜덤 프로세스를 통해 표면 접촉과 관련된 소리를 만들었다; 1) 규칙성을 갖는 임의의 수, 즉 좀 더 자연적인 패턴과 가깝고 조화로운 수를 리턴하는 펄린 노이즈(Perlin nois)를 이용한 주파수 위상의 변화, 2) 정현파의 샘플링값의 순간적인 변화를 통한 광대역 노이즈 발생, 3) 디지털 클럭이 0일 때와 1일 때 각각 기준파형(reference signal)의 위상에 일정한 차이를 두어 변조시키는 BPSK(binary phase shift keying) 방식. 위의 세 가지 사운드 합성 기술(sound synthetic techniques)은 소리의 통계 분석에 근거한 평가를 통해 타당성이 검증되었다. 또한 질감 제시장치로부터의 촉감 자극의 동시 제시를 통해 두 모달리티(haptic+sound)의 상호 작용분석을 하여, 햅틱과 사운드 모달리티간의 상호작용에 대해 고찰할 수 있었으며, 표면 인지에의 각 모달리티의 상대적인 기여도를 확인할 수 있었다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 07014
형태사항 vii, 95 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김승찬
지도교수의 영문표기 : Dong-Soo Kwon
지도교수의 한글표기 : 권동수
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 Reference : p. 91-95
주제 Haptic
Sound
Texture
Multimodality
Synthesis
햅틱
사운드
재질
멀티모달리티
합성
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