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전산학부 김대화 석사과정, ACM CHI 2021 학회 Honorable Mention Award 수상
우리 대학 전산학부 이기혁 교수 연구팀이 가상환경에서 안테나의 반사 손실을 이용해 사용자의 핀치 제스처를 정밀하게 감지하는 방법에 대해 연구했다고 밝혔다. (논문명: ‘AtaTouch: Robust Finger Pinch Detection for a VR Controller Using RF Return Loss’’)
이 교수 연구팀 소속 김대화 석사과정 학생이 제1저자로 참여한 이번 연구는 국제학회 ACM CHI 2021 (ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems)에 게재되고 Honorable Mention Award를 수상했다. ACM CHI 학회는 Human-Computer Interaction 분야의 최고 권위 학회로, Honorable Mention Award는 전체 논문 중 상위 5％의 논문에 주어지는 상이다.
가상환경에서 컨트롤러는 정확한 손 위치 추정과 햅틱 피드백을 통한 몰입형 가상현실을 가능하게 하고, 버튼 및 조이스틱과 같은 추가 입력을 제공하기 때문에 많은 장점이 있다. 컨트롤러의 장점을 유지하면서 자연스러운 상호작용을 지원하기 위해, 최신 감지 기술들은 컨트롤러를 든 상태에서 사용자의 손가락을 트래킹하고 손 제스처를 감지한다. 손 제스처들 중 핀치 제스처(엄지손가락과 다른 손가락이 서로 맞닿아 꼬집는 듯한 손동작)는 조그마한 움직임에도 큰 햅틱 변화를 내기 때문에 가상환경에서 버튼을 누르거나, 컨트롤 막대를 조절하고, 작은 가상 물체를 정교하게 움직이게 하며, 텍스트 입력을 하는 등의 많은 상황에서 유용하게 이용된다.
하지만 기존의 감지 기술들은 두 손가락의 터치 유무를 정밀하게 구분하는데 어려움이 있다. 빈번한 터치 구분 오류는 사용자들이 실패를 보상하기 위해 손가락을 평소보다 멀리 떨어뜨리거나 두 손가락을 세게 치도록 만들고, 그에따라 사용자는 상호작용 중 피로감을 느끼게 된다.
이번 논문은 전자기적으로 결합된 손과 안테나의 임피던스 변화를 이용하기 때문에, 기존의 핀치 제스처 감지 방식의 한계를 극복하고 정밀한 손가락의 터치 감지를 가능하게 한다. 두 손가락의 터치를 구분하는 원리는 다음과 같다. 사용자의 손을 안테나에 가까이 가져가면, 각각의 인덕터 성분으로 인해 안테나와 손가락의 임피던스가 결합된다. 두 손가락이 맞닿은지 혹은 떨어졌는지 여부에 따라 손가락의 전기용량 성분이 달라지고, 그에 따라 안테나의 반사 손실이 달라진다(그림1). 안테나에서 전파가 전송될 때 매질의 임피던스의 차이로 인해 일부는 반사되고 일부는 전송되는데, 손가락의 터치 여부에 따른 임피던스 변화에 의해 반사되는 전파의 양이 달라지기 때문에 반사손실의 변화를 측정할 수 있는 것이다.
연구팀은 프로토타입 컨트롤러를 개발(그림2)하여 그의 성능을 평가했다. 12명의 피실험자를 대상으로 한 실험에서 96.4%의 터치 구분 정확도를 확인했다. 또한, 가상블록을 옮기는 실제 가상환경 시나리오에서 낮은 오류율을 보였고, 실험참가자들은 민감하고 가벼운 상호작용이 가능했다고 응답했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행됐다. (No.2020-0-00537, Development of 5G based low latency device – edge cloud interaction technology).
- 논문 관련 정보: https://daehwa.github.io/atatouch
2021.04.05 조회수 79586 -
스마트과학관 전시연구단 성과 발표
우리 대학은 스마트과학관 전시연구단(단장 전산학부 한동수) 사업의 일환으로 동영상이 연계된 AR 사진 제작 기법·과학 청진기·로봇 안내 시스템 등의 기술을 11월 7일과 8일 대전 국립중앙과학관(관장 정병선)에서 전시했다.
KAIST 지능형서비스 연구실(전산학부 한동수 교수), 원더랩(산업디자인학과 이우훈 교수), HCI 연구실(전산학부 이기혁 교수), 컴퓨터 그래픽스 및 가시화 연구실(전산학부 박진아 교수) 등이 참여하는 이번 행사에는 전시콘텐츠·전시운영기술·전시기반기술 분야에서 15개의 연구팀이 성과물을 선보였다.
`VR/AR/홀로그램 과학문화 콘텐츠', `O2O 기반 실감형 버츄얼 과학관', `동영상이 연계된 AR 사진 제작 기법', `과학문화전시 큐레이션 기술과 오감자극 전시 디자인 기술' 등이 출품되어 8일에 각 연구팀의 발표가 진행됐다.
한국연구재단에서 지원하는 과학문화전시서비스 역량강화지원사업은 전국 과학관·박물관·미술관 등에 실내 위치 인식 기술·증강현실(AR)·가상현실(VR)·사물인터넷(IoT)·인공지능(AI) 등의 최신 IT 기술을 접목한 서비스를 도입해 관람객을 위한 새로운 전시 체계를 개발하는 연구를 수행하고 있다.
참여 연구팀은 각 지역의 과학관과의 협업을 바탕으로 일상생활이 곧 실험실이 되는 `리빙랩(Living Lab, 생활실험실)을 운영하며 연구와 개발을 진행 중이다.
한동수 스마트과학관 전시연구단장은 "국제과학심포지움과 함께 진행되는이번 전시는 체험하는 과학·실감하는 과학·상상을 현실로 만드는 과학을 목표로 진행하고 있다ˮ고 강조했다.
이어, 한 단장은 "실내 위치인식·로봇·인간/컴퓨터 상호작용(Human-computer interaction)·AR/VR과 같은 최신 IT 기술을 접목시킨 연구팀의 땀과 노력이 관람객들의 공감을 얻을 수 있기를 기대한다.”고 밝혔다.
2019.11.08 조회수 12705 -
투명한 유리벽을 양면 터치 게임 미디어로
- 지난 7월 시그래프 이머징 테크놀로지서 선보여 ‘가장 돋보인 작품’ 선정 -- “투명 디스플레이 패널의 실생활에 적용된 좋은 사례” -
우리 학교 산업디자인학과 이우훈 교수와 전산학과 이기혁 교수 공동연구팀은 투명한 유리의 양면을 터치해 게임을 즐길 수 있는 신개념 게임 미디어 ‘트랜스월(TransWall)’을 개발했다.
이 기술은 지난 7월 21일~25일 미국 애너하임에서 개최된 컴퓨터 그래픽 및 상호작용기술 분야에서 세계적인 학회인 시그래프(SIGGRAPH) 이머징 테크놀로지(Eerging Technologies)에 전시돼 ‘가장 돋보인 작품(Highlight)’으로 선정됐다.
연구팀은 ‘우리 주변의 유리벽을 오락과 커뮤니케이션 매체로 바꿀 수 없을까?’ 라는 생각에서 이번 프로젝트를 시작했다.
‘트랜스월’은 멀티터치가 가능한 두 장의 유리 사이에 홀로그래픽 스크린 필름을 삽입하고 양쪽에서 빔 프로젝터로 유리에 영상을 투영하는 방식이다. 또 유리에 서피스 트랜스듀서(Surface Transducer)를 부착해 터치하면 화면을 통해 직접 소리와 진동을 느낄 수 있다.
이처럼 ‘트랜스월’은 단순한 유리벽처럼 보이지만 사용자들은 시각, 청각, 촉각 정보를 주고받을 수 있는 다감각적 미디어다.
테마파크, 대형 쇼핑몰, 지하철 역사 등과 같은 공공장소에 설치하면 기다리는 지루한 시간에 양쪽에서 콘텐츠를 조작해 게임을 즐길 수 있다.
이와 함께 향후 이러한 양면 터치 상호작용 방식의 장점을 활용하는 다양한 문화적 콘텐츠 개발도 가능할 것으로 전망된다.
이우훈 교수는 “사람들에게 새로운 경험을 제공하는 오락과 소통의 미디어로서 트랜스월을 개발했다”며 “양면 터치 상호작용 방식을 통해 가까운 미래에 상용화될 대형 투명 디스플레이 패널이 실생활에 어떻게 활용될 수 있을지에 대한 하나의 비전을 보여주는 사례”라고 연구의 의의를 밝혔다.
https://vimeo.com/70391422 (트랜스월 소개 동영상)https://vimeo.com/71718874 (SIGGRAPH 2013 전시장면)
□ 그림설명
그림1.트랜스월의 구조
그림2. 트랜스월 옆면
그림3. 유리벽의 양쪽 면을 터치해 게임 등 다양한 미디어로 활용할 수 있다.
그림4. 트랜스월이 시그래프 이머징 테크놀로지에 전시돼 참가자들로부터 뜨거운 관심을 받고 있다
2013.09.12 조회수 15225 -
세계가 놀란 KAIST의 창의력
- 혁신적인 아이디어로 제25회 ACM UIST서 2개 부문 수상과 논문 발표 -
인간-컴퓨터 상호작용(HCI, Human Computer Interaction) 분야의 세계적인 권위를 자랑하는 국제학회에서 우리 학교 연구진이 우수한 성과를 거둬 화제다.
우리 학교 전산학과 이기혁 교수팀과 산업디자인학과 배석형 교수팀이 지난 10월 7일~10일 미국 보스턴에서 열린 ‘제25회 ACM UIST(ACM Symposium on User Interface Software and Technology)’에서 학생혁신콘테스트 2개 부문 수상과 동시에 국내 대학으로는 유일하게 논문을 발표했다.
이 학회는 매년 출시되기 직전의 첨단 하드웨어를 이용하여 혁신적인 아이디어를 겨루는 학생혁신콘테스트를 열고 있다. 올해 주제는 미국 시냅틱스(Synaptics)사의 ‘압력감지 멀티터치패드’로 MIT, 카네기멜론대 등 세계 유수 대학의 27개 팀이 참가해 경쟁했다.
전산학과 김선준(박사과정 2년), 손정민(석사과정 1년) 학생과 산업디자인학과 유수진(석사과정 1년) 학생으로 구성된 팀은 압력감지 멀티터치패드에 간단한 구조물을 추가해 비례제어가 가능한 입력장치를 구현했다. 학생들은 이를 이용해 크레인 게임 애플리케이션을 만들어 창의성 부문에서 2등상을 수상했다.
이와 함께 전산학과 허성국(박사과정 4년), 한재현(박사과정 2년), 구지성(박사과정 1년) 학생과 산업디자인학과 최하얀(석사과정 1년) 학생으로 구성된 팀은 터치면에 대해 수직 방향의 힘만 감지하는 멀티터치패드에 고탄력 섬유를 씌워 수평 방향의 힘도 활용할 수 있는 입력 장치를 구현했다. 이 팀은 독자적으로 고안해낸 장치로 새총 사격 게임 애플리케이션을 만들어 학회 참가자를 대상으로 한 인기투표에서 2등상을 수상했다.
전산학과 김선준 학생은 “공학과 디자인이라는 서로 다른 접근 방식이 시너지 효과를 내는 것을 확인한 즐겁고도 소중한 경험이었다”며 “팀원들 간에 서로를 이해하고 소통하려는 노력이 융합적 프로젝트를 성공으로 이끌었다”고 말했다.
한편 학술논문 세션에서는 산업디자인학과 배석형 교수팀의 이다윗(박사과정 1년), 손경희(박사과정 1년), 이준협(석사과정 1년) 학생이 기존의 디스플레이 타블렛 펜을 혁신적으로 개선하는 기술을 담은 논문을 발표했다.
논문에서 소개한 ‘팬텀 펜’은 디지털 펜의 머리 부분을 가상화해 펜 머리 부분이 유발하는 가림 문제와 디스플레이 유리의 두께로 인한 오차 문제를 해결했다. 또한 팬텀 펜은 디지털 환경에서 선택된 펜의 종류와 속성을 실제 색연필 또는 마커 등과 거의 똑같은 효과를 거둘 수 있다는 게 큰 특징이다.
HCI 분야에서 피인용지수가 가장 높은 이 학회에 국내 연구진이 논문을 발표한 것은 지난해 KAIST 전산학과 이기혁 교수팀에 이어 이번이 두 번째이다.
배석형 교수는 “실제 사용자 관점에서 문제를 발견하고, 창의적인 아이디어 전개와 다양한 분야의 지식 활용을 통해 새로운 해결 방법을 탐구하는 KAIST의 융합적 연구 문화가 이러한 성과를 가능하게 한 것”이라며 “앞으로도 KAIST가 세계적인 연구를 통해 국내외 HCI 분야를 선도해 나갈 것”이라고 소감을 밝혔다.(끝)
붙임 : 수상 작품 및 발표 기술 소개
※ 동영상크레인 게임 애플리케이션 http://youtu.be/vKzmA4fdihs새총 사격 게임 애플리케이션 http://youtu.be/Hk52ixuC_M0팬텀 펜 http://youtu.be/r62wxK3Rma4
그림1. 전산학과 김선준, 손정민 학생과 산업디자인학과 유수진 학생이 만들어 창의성 부문에서 2등을 차지한 크레인 게임 애플리케이션
그림2. 전산학과 허성국, 한재현, 구지성 학생과 산업디자인학과 최하얀 학생이 만들어 인기투표에서 2등상을 수상한 새총 사격 게임 애플리케이션
그림3. 디지털 펜의 머리 부분을 가상화해 펜 머리 부분이 유발하는 가림 문제와 디스플레이 유리의 두께로 인한 오차 문제를 해결한 ‘팬텀펜’. 디지털 환경에서 선택된 펜의 종류와 속성을 실제 색연필과 마커 등과 같이 직관적이고 효과적으로 보여줄 수 있다.
2012.10.31 조회수 22846