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안녕하십니까?
존경하는 한국로봇학회 회원 여러분, 안녕하십니까?
유례없는 감염병으로 인한 어려움이 길어지는 가운데 2022년 임인년을 맞이하게 되었습니다.
올해도 큰 불확실성에 적응해 나가야 하겠지만, 회원 여러분과 가족 모두 밝고 긍정적인 에너지로 행복하고 건강한 한 해 보내시기를 기원합니다. (후략)
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< 데이터 기반 햅틱 모델링 및 렌더링(Data-driven Haptic Modeling and Rendering) >
포항공과대학교 최승문 교수
- 개요
- 복잡한 실제 물체의 거동을 다양한 센서를 사용해 측정한 후 그 입출력 관계를 기계학습을 사용하여 모델링함.
- 이 방식을 기존의 물리 기반 방식과 대비하여 데이터 기반 모델링이라고 부름.
- 물리 기반 모델링에 비하여 훨씬 더 복잡한 관계를 높은 정확도를 가지고 모델링할 수 있다는 장점이 있음.
- 비유적으로 “햅틱 사진기(Haptic Camera)”라는 별칭으로도 부름.
- 데이터 기반 모델을 컴퓨터를 사용하여 실시간에 계산한 후, 그 결과를 햅틱 장치를 사용하여 실제/가상/혼합 공간에 재현하는 것을 데이터 기반 햅틱 렌더링이라고 지칭함.
- 데이터 기반 방식은 복잡한 실제 물체의 햅틱 반응을 자동화된 과정을 통해서 사실적으로 재현할 수 있다는 중요한 장점을 가지고 있음.
- 현재 기술 수준
- 사용자가 하나의 손가락을 사용해서 실제 물체를 만지는 가장 간단한 상황을 가정하고 연구가 먼저 진행되었음.
- 대표적인 적용 분야는 변형체(Deformable Object)로써, 부드러운 스폰지 등 외력에 의하여 모양과 반응이 변하는 물체의 거동을 위치, 힘 센서 등을 사용하여 측정하고, 입출력 관계를 방사형 기저 함수(Radial Basis Function)이나 랜덤 포레스트(Random Forest)를 사용하여 학습한 후, 이를 계산하여 햅틱 장치를 사용하여 가상으로 재현하면 높은 사실성을 제공할 수 있다. [1, 2, 3]
- 다른 대표적 적용 분야는 질감으로써, 옷감 등 미세한 질감을 가지는 표면 위를 손가락으로 만질 때의 입출력 신호를 측정하고, 이를 선형 예측 부호화(Linear Predictive Coding)나 측광 입체(Photometric Stereo) 등의 기법을 사용하여 모델링하고 렌더링하여 가상 질감을 실제 질감과 매우 유사하게 표현할 수 있다. [4, 5, 6]
- 향후 전망
- 데이터 기반 햅틱 모델링 및 렌더링은 사진을 찍듯이 실제 물체의 햅틱 거동을 손쉽게 측정, 모델링, 재현할 수 있는 방법으로써, 높은 발전 가능성을 지니고 있다.
- 이를 위해서는 센서 등 관련 측정 기술, 기계학습에 기반한 모델링 기술, 재현을 위한 햅틱 장치 및 응용 소프트웨어 기술 등의 발전이 필요하다.
- 관련 기술이 성숙되면 로봇 원격조종, 가상/증강/혼합 현실, 메타버스, 디지털 트윈 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
- 참고 문헌
- [1] R. Höver, G. Kósa, G. Székely, and M. Harders, “Data-Driven Haptic Rendering–From Viscous Fluids to Viscoelastic Solids,” IEEE Transactions on Haptics, vol. 2, no. 1, pp. 15-27, 2009.
- [2] S. Yim, S. Jeon, and S. Choi, “Data-Driven Haptic Modeling and Rendering of Viscoelastic and Frictional Responses of Deformable Objects,” IEEE Transactions on Haptics, vol. 9, no. 4, pp. 548-559, 2016.
- [3] Bhardwaj, H. Cha, and S. Choi, “Data-Driven Haptic Modeling of Normal Interactions on Viscoelastic Deformable Objects Using a Random Forest,” IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 4, no. 2, pp. 1379-1386, 2019.
- [4] H. Culbertson, J. Unwin, and K. J. Kuchenbecker, “Modeling and Rendering Realistic Textures from Unconstrained Tool-Surface Interactions,” IEEE Transactions on Haptics, vol. 7, no. 3, pp. 381-393, 2014.
- [5] S. Shin and S. Choi, “Hybrid Framework for Haptic Texture Modeling and Rendering,” IEEE Access, vol. 8, pp. 149825–149840, 2020.
- [6] W. Hassan, A. Abdulali, and S. Jeon, “Authoring New Haptic Textures Based on Interpolation of Real Textures in Affective Space,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, no. 1, 2020.
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< 학회 주관 및 후원 학술행사 >
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로봇신문 특집 '기관장에게 듣는다' 인터뷰
- 조혜경 회장(한성대학교 교수) 인터뷰
- 여준구 협동부회장(한국로봇융합연구원 원장) 인터뷰
- 손웅희 협동부회장(한국로봇산업진흥원 원장) 인터뷰
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한국로봇학회-로봇신문 공동기획 '젊은 로봇 공학자' 인터뷰
- KIST 김승원 박사 인터뷰
- 회원 동정
<레인보우로보틱스>
- 2022 한국전자제조산업전(Electronics Manufacturing Korea 2022) 참가(2022.04.13~15, 서울 코엑스)
- 2022 독일 하노버 산업 전시회(Hannover Messe 2022) 참가(2022.05.30~06.02, Hannover Exhibition Ground)
- 레인보우로보틱스 기업부설연구소 채용
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- 햅틱연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 특별세션(OS) 신청
- 로봇비전연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 특별세션(OS) 신청
- 보행조작기술연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 워크샵 신청
- 재활로봇연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 워크샵 신청
- 소셜로봇연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 워크샵 신청
- 재난·안전로봇연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 특별세션(OS) 신청
- 로봇디자인연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) RED(Robot Engineering & Design) Show 진행
- 물류로봇연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 특별세션(OS) 신청
- 제조공정로봇연구회
- 제17회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2022) 워크샵 신청
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- 유진로봇
- 로봇기업 신년 인터뷰
- 2022 로봇미래전략컨퍼런스 참석(2022.03.22.)
- 로보티즈
한국호텔업협회와 AI 호텔 서비스 로봇 보급·확산 위해 업무협약 체결 (2022.03.23.), 자율주행 호텔 서비스 로봇 '집개미' 공급
- 에이치로보틱스
- 제37회 국제의료기기·병원설비전시회 ‘Korea International Medical & Hospital Equipment Show 2022
(KIMES 2022)’ 참가
- 한국의료기기산업협회 보건산업진흥원장 표창 수상 (2022.03.15.)
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- 특집: 식사 보조 로봇 시스템 개발
- 로봇 돌봄 서비스의 보편화를 위한 식사보조로봇 개발, 정병진·김태근·조창노·송하준·김동섭·정한섭·황정훈
(한국전자기술연구원)
- 식사보조로봇을 위한 인공지능 기술 동향, 고광은 (한국생산기술연구원)
- 식사보조로봇을 위한 한국형 식사도구 개발, 첸롱완·고성영 (전남대학교)
- 식사 보조 로봇에서의 지능형 식사 이력관리 시스템, 이주순·신성호·이준석·이규빈 (광주과학기술원)
- 칼럼
- 사용자를 고려한 한국형 식사보조로봇 개발, 김원석(분당서울대병원)
※ 연회비를 납입하시면 전체 자료를 보실 수 있습니다.
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회원 분들의 연구에 도움을 드리고자 최근 2년간 발간된 논문지와 영문지에 실린 모든 논문들을 엑셀 파일로 정리하였습니다.
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