햅틱 장치는 사실적인 가상 텍스처를 생성합니다. 날짜: 2022년 5월 21일 원천: 서던캘리포니아대학교 요약: 촉각은 인간이 현실을 인식하는 방식에서 매우 중요한 부분입니다. 촉각을 모방할 수 있는 매우 특정한 진동을 생성할 수 있는 햅틱 또는 장치는 제3의 감각에 생명을 불어넣는 방법입니다. 그러나 햅틱이 등장하는 한 인간은 무언가가 '올바른' 느낌이 드는지 여부에 대해 매우 민감하며 가상 텍스처가 항상 목표에 도달하는 것은 아닙니다. 이제 USC Viterbi School of Engineering의 연구원들은 인간의 도움을 받아 컴퓨터가 진정한 질감을 얻을 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 기본 설정 기반 모델이라고 하는 프레임워크는 이러한 가상 상대에게 조정을 제공하기 위한 도구로 특정 텍스처의 세부 사항을 구별하는 우리의 능력을 사용합니다.
기술 덕분에 집에서 편안하게 시각과 소리의 세계에 몰입할 수 있었지만 여기에는 뭔가 빠져 있습니다. 바로 터치입니다.
촉각은 인간이 현실을 인식하는 방식에서 매우 중요한 부분입니다. 촉각을 모방할 수 있는 매우 특정한 진동을 생성할 수 있는 햅틱 또는 장치는 제3의 감각에 생명을 불어넣는 방법입니다. 그러나 햅틱이 등장한 한 인간은 무언가가 "올바른" 느낌이 드는지 여부에 대해 매우 세심하고 가상 텍스처가 항상 목표에 도달하는 것은 아닙니다.
이제 USC Viterbi School of Engineering의 연구원들은 인간의 도움을 받아 컴퓨터가 진정한 질감을 얻을 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다.
기본 설정 기반 모델이라고 하는 프레임워크는 이러한 가상 상대에게 조정을 제공하기 위한 도구로 특정 텍스처의 세부 사항을 구별하는 우리의 능력을 사용합니다.
이 연구는 세 명의 USC Viterbi Ph.D 가 IEEE Transactions on Haptics 에 발표했습니다. 컴퓨터 과학 학생인 Shihan Lu, Mianlun Zheng 및 Matthew Fontaine, USC Viterbi 컴퓨터 과학 조교수 Stefanos Nikolaidis 및 USC Viterbi WiSE Gabilan 컴퓨터 과학 조교수 Heather Culbertson이 있습니다.
첫 번째 저자인 Lu는 "사용자에게 실제 질감과 가상 질감의 느낌을 비교하도록 요청합니다."라고 설명했습니다. "그런 다음 모델은 가상 텍스처를 반복적으로 업데이트하여 가상 텍스처가 결국 실제 텍스처와 일치할 수 있도록 합니다."
Fontaine에 따르면 아이디어는 Culbertson이 가르친 2019년 가을에 Haptic Interfaces and Virtual Environments 수업을 공유했을 때 처음 나타났습니다. 그들은 원하는 결과에 도달할 때까지 사용자의 선호도에 따라 이미지를 계속해서 생성할 수 있는 아트 애플리케이션 Picbreeder에서 영감을 얻었습니다.
"텍스처에 대해 그렇게 할 수 있다면 어떨까요?" 퐁텐은 회상했다.
이 선호도 기반 모델을 사용하면 사용자에게 먼저 실제 질감이 주어지고 모델은 수십 개의 변수를 사용하여 세 가지 가상 질감을 무작위로 생성한 다음 사용자가 실제와 가장 유사한 것을 선택할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 검색은 사용자가 선호하는 것에 점점 더 가까워짐에 따라 이러한 변수의 분포를 조정합니다. Fontaine에 따르면 이 방법은 컴퓨터가 읽는 것과 우리가 느끼는 것 사이에 항상 간격이 있기 때문에 텍스처를 직접 녹음하고 "재생"하는 것보다 이점이 있습니다.
"당신은 우리가 기록할 수 있는 것을 흉내내기 보다는 그들이 어떻게 느끼는지에 대한 매개변수를 정확히 측정하고 있습니다"라고 Fontaine은 말했습니다. 그 질감을 녹음한 방법과 재생하는 방법에 약간의 오류가 있을 것입니다."
사용자가 해야 할 유일한 일은 가장 잘 어울리는 텍스처를 선택하고 간단한 슬라이더를 사용하여 마찰의 양을 조정하는 것입니다. 마찰은 우리가 질감을 인식하는 방식에 필수적이며 사람에 따라 인식이 다를 수 있습니다. Lu는 "매우 쉽습니다.
그들의 작업은 구체적이고 정확한 가상 텍스처에 대한 신흥 시장에 적시에 제공됩니다. 비디오 게임에서 패션 디자인에 이르기까지 모든 것이 햅틱 기술을 통합하고 있으며 이러한 사용자 선호 방식을 통해 기존 가상 질감 데이터베이스를 개선할 수 있습니다.
"비디오 게임, 패션 디자인 및 수술 시뮬레이션에서 햅틱 장치의 인기가 높아지고 있습니다."라고 Lu가 말했습니다. "집에서도 랩톱만큼 인기를 얻고 있는 (햅틱) 장치를 사용하는 사용자를 보기 시작했습니다. 예를 들어 1인칭 비디오 게임의 경우 사용자가 실제 게임과 상호 작용하는 것처럼 느끼게 할 것입니다. 환경."
Lu는 이전에 몰입형 기술에 대한 다른 작업을 했지만 사운드와 관련하여 특히 도구가 상호 작용할 때 일치하는 사운드를 도입하여 가상 텍스처를 더욱 몰입감 있게 만듭니다.
Lu는 "도구를 통해 환경과 상호 작용할 때 촉각 피드백은 감각 피드백의 한 가지 양식일 뿐입니다."라고 말했습니다. "오디오는 또 다른 종류의 감각 피드백이며 둘 다 매우 중요합니다."
텍스처 검색 모델을 사용하면 펜실베니아 대학의 Haptic Texture Toolkit과 같은 데이터베이스에서 가상 텍스처를 가져와 원하는 결과를 얻을 때까지 다듬을 수 있습니다.
"다른 사람들이 검색한 이전 가상 텍스처를 사용할 수 있으며 이를 기반으로 계속 조정할 수 있습니다."라고 Lu가 말했습니다. "처음부터 매번 검색할 필요가 없습니다."
Lu에 따르면 이는 매우 정확해야 하는 치과 또는 수술 교육에 사용되는 가상 텍스처에 특히 유용합니다.
Lu는 "외과적 훈련은 매우 사실적인 질감과 촉각 피드백이 필요한 거대한 영역임이 분명합니다."라고 말했습니다. "패션 디자인은 또한 제작하기 전에 개발 단계에서 질감의 정확성을 많이 요구합니다."
미래에는 실제 텍스처가 모델에 필요하지 않을 수도 있다고 Lu가 설명했습니다. 우리 삶의 어떤 것들이 느끼는 방식은 너무나 직관적이어서 그 기억에 맞도록 질감을 미세 조정하는 것은 우리 앞에 참조용 실제 질감이 없어도 사진을 보는 것만으로 본질적으로 할 수 있는 일입니다.
"우리는 테이블을 볼 때 테이블을 만지면 어떤 느낌일지 상상할 수 있습니다."라고 Lu가 말했습니다. "표면에 대한 이 사전 지식을 사용하여 사용자에게 시각적 피드백을 제공할 수 있으며 사용자가 일치하는 항목을 선택할 수 있습니다."