KR100960972B1 - system for Haptic representation of time-varying information by computer-based apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컴퓨터 기반 장치의 시간에 따른 정보를 촉각 형태로 표현하는 햅틱(haptic) 표현 시스템에 관한 것으로서, 햅틱 정보로 변환할 대상 데이터를 시간별로 수집하며 호스트 컴퓨터로부터 햅틱 정보에 대한 활성화 옵션 신호를 수신하는 데이터수집부; 수집된 대상 데이터를 분석하는 데이터분석부; 분석된 대상 데이터를 햅틱 정보로 변환하는 햅틱정보 변환부; 및 변환된 햅틱 정보 중 활성화 옵션 신호를 수신한 햅틱 정보를 촉각 형태로 출력하는 햅틱정보 출력부;를 포함한다.The present invention relates to a haptic expression system for haptic representation of time-based information of a computer-based device. The present invention collects target data to be converted into haptic information by time and receives an activation option signal for haptic information from a host computer. Receiving data collection unit; A data analyzer analyzing the collected target data; A haptic information converter for converting the analyzed target data into haptic information; And a haptic information output unit that outputs the haptic information, which has received the activation option signal, in a tactile form among the converted haptic information.

본 발명에 따르면, 사용자는 무형의 정보를 촉각 형태로 인지하므로 햅틱 자극의 변화를 통해 정보의 변화량을 예측할 수 있으며, 이러한 예측을 통해 시스템의 정상 동작 여부 또는 휴대 장치의 안전한 제거 가능 여부를 간편하게 확인할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the user recognizes intangible information in the form of tactile form, the user can predict the amount of change of the information through the change of the haptic stimulus, and can easily check whether the system is normally operated or whether the portable device can be safely removed. It can be effective.

햅틱, 촉각, 택타일, 진동, 정보의 촉각화 Haptic, Tactile, Tactile, Vibration, Tactile of Information

Description

컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템{system for Haptic representation of time-varying information by computer-based apparatus}System for Haptic representation of time-varying information by computer-based apparatus

본 발명은 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱(haptic) 표현 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컴퓨터 환경에서 시간의 경과에 따라 발생하는 데이터 또는 물리적 상태 정보를 햅틱 표현 기법을 활용하여 재현하고 이를 사용자에게 전달하여 사용자가 데이터 또는 물리적 상태 정보를 간편하게 파악할 수 있는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic representation system for time-varying information of a computer-based device, and more particularly, to reproduce data or physical state information generated over time in a computer environment by using a haptic representation technique. The present invention relates to a haptic representation system for time-varying information of a computer-based device that can be delivered to a user so that the user can easily grasp data or physical state information.

일반적으로, 컴퓨터 환경에서 사용자와 관계된 정보는 다음과 같다. In general, information related to a user in a computer environment is as follows.

a) 사용자를 위해 발생하는 정보로서, 하드디스크 드라이브 또는 USB 드라이브를 포함한 저장 장치의 구동 여부 또는 데이터 흐름 정보를 표현하는 LED 또는 이에 상응하는 정보를 포함한 소프트웨어a) Information generated for the user, including software indicating whether the drive is operating, or data flow information, including a hard disk drive or USB drive;

b) 사용자 또는 사용자가 사용하는 응용프로그램에 의해 발생하는 정보로서, 유선 또는 무선으로 연결되는 인터넷 기반의 네트워크 패킷b) Internet-based network packets that are wired or wirelessly connected and generated by the user or the application program used by the user.

c) 사용자 또는 사용자가 사용하는 응용프로그램에 의해 발생하는 정보로서, 유선 또는 무선으로 연결되는 시리얼 또는 패러럴 통신을 포함한 컴퓨터와 컴퓨터 기반의 장치 또는 컴퓨터 간의 네트워크 패킷c) network packets between a computer and a computer-based device or computer, including information generated by the user or an application program used by the user, including serial or parallel communication over a wired or wireless connection.

상술한 정보 중에서, a)와 같은 알림 신호(notification signal)는 하드디스크 드라이브의 경우 본체에 부착된 LED를 이용하여, 소형 USB 드라이브의 경우 자체 내장된 LED를 이용하여 동작 상태를 표현한다. 이러한 동작 상태는 하드디스크 드라이브의 경우 시스템의 데이터의 읽기/쓰기 상태 또는 정상/비정상 상태에 관한 것이며, 휴대 가능한 USB 드라이브의 경우 데이터의 읽기/쓰기를 확인하여 USB를 컴퓨터에서 안전하게 제거할 수 있도록 도와준다.Among the above information, a notification signal such as a) expresses an operation state by using an LED attached to a main body in the case of a hard disk drive and a built-in LED in the case of a small USB drive. This operating state relates to the read / write state or normal / abnormal state of the data of the system in the case of hard disk drives, and to the safe removal of USB from the computer by checking the read / write of data in the case of portable USB drives. give.

사용자 또는 사용자가 사용하는 응용프로그램에 의해 발생하는 정보는 b)와 같은 인터넷 기반의 네트워크 패킷을 예로 들 수 있다. 일반적으로 인터넷 패킷은 알림 영역에 표시된 아이콘을 통해 사용자가 송신 또는 수신 상태 정보를 시각적으로 확인하여 네트워크 상태를 예측할 수 있도록 한다. 또한 보안이 중요한 인터넷 뱅킹 등의 경우 수신 네트워크 전송량, 송신 네트워크 전송량 또는 전체 네트워크 전송량을 별도의 창을 띄워 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 이는 현재 사용하고 있는 컴퓨터의 네트워크 트래픽(traffic)을 관찰함으로써 별다른 이유없이 송신 또는 수신량이 급증할 경우 인가되지 않은 프로그램의 실행 여부를 사용자가 예측하여 보안을 유지하기 위해서이다.The information generated by the user or the application program used by the user may be, for example, an internet based network packet such as b). In general, the Internet packet allows the user to visually check the transmission or reception status information through the icon displayed in the notification area to predict the network status. In addition, in case of security-critical Internet banking, a separate window displays the amount of the received network, the amount of the network transmitted, or the total amount of the network. This is to maintain security by observing network traffic of the computer in use and predicting whether or not an unauthorized program is executed if the transmission or reception amount surges for no reason.

c)는 컴퓨터 기반의 장치 간 또는 컴퓨터와 컴퓨터 기반의 장치 간의 통신 과 관련된 것이다. 이 경우 장치 간에 교환하는 데이터는 터미널(예를 들어, 마이크로소프트 윈도 운영체제의 경우 '하이퍼터미널') 프로그램을 통해 시각적으로 확인 가능하다. 컴퓨터와 연결된 장치의 경우 LED를 포함한 디스플레이 장치를 통해 이와 같은 표시가 가능하다. 이러한 수신 데이터의 확인은 연결 유무 체크 또는 교환하는 데이터 값의 확인을 위해 사용된다. c) refers to communication between computer-based devices or between a computer and a computer-based device. In this case, the data exchanged between the devices can be visually confirmed through a terminal program (eg, 'HyperTerminal' for the Microsoft Windows operating system). In the case of a device connected to a computer, such display is possible through a display device including an LED. This confirmation of the received data is used to check whether there is a connection or the data value to be exchanged.

그러나, 상술한 a), b), c)는 모두 시각적인 집중(attention)을 요구하므로 사용자의 집중력을 분산시키는 문제점이 있다.However, since a), b), and c) all require visual attention, there is a problem of dispersing the user's attention.

a)의 경우, 원격지에 위치한 컴퓨터를 제어할 때(마이크로소프트 윈도의 경우 '원격 데스크톱 연결' 등) 해당 컴퓨터 또는 컴퓨터 기반 장치의 물리적인 동작 상태를 확인하는 것이 불가능하다.In case of a), when controlling a remote computer (such as 'Remote Desktop Connection' in Microsoft Windows), it is impossible to check the physical operation status of the computer or computer-based device.

컴퓨터 시스템의 동작이 정지한 것이 아닌가 의심스러운 경우, 사용자는 핵심 장치인 하드디스크 드라이브의 구동 여부를 LED 또는 구동에 따라 발생하는 진동을 감지하여 확인한다. 시스템의 상황에 따라, 동작이 정지한 경우라도 하드디스크가 구동중이면 시스템 다운(down)이 아닌 작업중으로 생각할 수 있는 것이다.In case of doubt that the computer system has stopped working, the user detects whether the hard disk drive, which is a core device, is driven by detecting the vibration generated by the LED or the driving. Depending on the state of the system, even if the operation is stopped, if the hard disk is running, you can think of it as working, not down.

그런데, 원격지에 있는 컴퓨터의 경우 LED 또는 진동을 통한 감지가 불가능하다. 또한, 종래 기계적 회전 기반의 하드디스크 드라이브와 같이 일반적으로 진동을 발생시키는 저장 장치가 기술의 발달로 인해 USB 메모리와 같이 기계적인 진동을 발생시키지 않는 방향으로 발전하고 있는데, 이러한 기술이 발달함에 따라 기계적인 진동이 없어서 시스템 자체가 조용해지는 장점은 있으나, 사용자에게 시스템에 대한 정보를 예측할 수 없게 하는 문제점을 유발한다.However, in the case of a remote computer it is impossible to detect by LED or vibration. In addition, conventional vibration-generating storage devices, such as mechanical rotation-based hard disk drives, are being developed in a direction that does not generate mechanical vibrations, such as USB memory, due to the development of technology. Although there is an advantage that the system itself is quiet because there is no vibration, it causes a problem that the user cannot predict information about the system.

b), c)의 경우, 네트워크 트래픽의 관찰을 위해 별도의 창(윈도우)을 띄워야 하는 문제점이 있다. 특히 c)의 경우, 한정된 디스플레이 수단을 보유하는 장치를 이용한 시리얼 통신의 경우에는 디버깅을 위해 약속된 특정 아스키(ascii) 값을 호스트 컴퓨터 측으로 송신해야 하거나 별도의 디스플레이 장치를 장착해야 하는 불편이 있다.In the case of b) and c), a separate window (window) must be opened to observe network traffic. In particular, in the case of c), in case of serial communication using a device having a limited display means, it is inconvenient to transmit a specific ASCII value promised for debugging to a host computer or to install a separate display device.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컴퓨터 기반 장치에 의해 발생하는 무형의 정보를 가공하여 촉각 정보화함으로써 시각 정보에 의한 집중력의 분산, 화면 장치에 대한 리소스의 낭비, 불필요한 추가적인 코드의 억제를 통해 사용자의 편의성을 극대화하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Problems to be Solved by the Invention The present invention has been made to solve the above problems, by processing intangible information generated by a computer-based device and making it tactile information, thereby dispersing concentration by visual information, wasting resources on a screen device, and unnecessary. The present invention provides a haptic expression system and method for time-varying information of a computer-based device that maximizes user convenience by suppressing additional code.

본 발명은 컴퓨터 기반 장치의 시간에 따른 정보를 촉각 형태로 표현하는 햅틱(haptic) 표현 시스템에 관한 것으로서, 햅틱 정보로 변환할 대상 데이터를 시간별로 수집하며 호스트 컴퓨터로부터 햅틱 정보에 대한 활성화 옵션 신호를 수신하는 데이터수집부; 수집된 대상 데이터를 분석하는 데이터분석부; 분석된 대상 데이터를 햅틱 정보로 변환하는 햅틱정보 변환부; 및 변환된 햅틱 정보 중 활성화 옵션 신호를 수신한 햅틱 정보를 촉각 형태로 출력하는 햅틱정보 출력부;를 포함한다.The present invention relates to a haptic expression system for haptic representation of time-based information of a computer-based device. The present invention collects target data to be converted into haptic information by time and receives an activation option signal for haptic information from a host computer. Receiving data collection unit; A data analyzer analyzing the collected target data; A haptic information converter for converting the analyzed target data into haptic information; And a haptic information output unit that outputs the haptic information, which has received the activation option signal, in a tactile form among the converted haptic information.

바람직하게, 상기 대상 데이터는 저장 장치의 물리적 회전 데이터, 메모리 기반 드라이브의 엘이디(LED) 작동 데이터, 메모리 기반의 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터, 메모리 기반 드라이브의 네트워크 트래픽 데이터 및 문자 인코딩 데이터 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the target data includes physical rotation data of a storage device, LED operation data of a memory-based drive, data input / output amount data of a memory-based drive, temperature or heat generation data of a computer-based device, and network traffic of a memory-based drive. And at least one of data and character encoded data.

또한 바람직하게, 출력되는 햅틱 정보의 강도가 저장 장치의 물리적 회전 데이터에 대한 함수, 메모리 기반 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터에 대한 함수, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터에 대한 함수 및 문자 인코딩 데이터에 대한 함수 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 한다.Also preferably, the intensity of the output haptic information is a function for physical rotation data of the storage device, a function for data input / output amount data of a memory-based drive, a function for temperature or calorific value data of a computer-based device, and for character encoding data. It is characterized in that any one or a combination of one or more of the functions.

또한 바람직하게, 상기 햅틱정보 출력부는 액추에이터(Actuator)인 것을 특징으로 한다.In addition, the haptic information output unit is characterized in that the actuator (Actuator).

또한 바람직하게, 상기 햅틱정보 변환부는 햅틱 룩업 테이블(haptic lookup table)을 이용하여 상기 대상 데이터를 상기 햅틱 룩업 테이블 상의 대응하는 햅틱 정보와 매핑함으로써 햅틱 정보로의 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the haptic information converter converts the target data into corresponding haptic information on the haptic lookup table by using a haptic lookup table to convert the haptic information into haptic information.

또한 바람직하게, 상기 매핑은 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the mapping is performed by a pulse width modulated signal PWM.

또한 바람직하게, 상기 매핑은 활성화 옵션 신호를 수신한 대상 데이터의 경우와 수신하지 아니한 대상 데이터의 경우를 각각 다른 햅틱 정보로 매핑하는 방식으로 수행하는 것을 특징으로 한다.Also, the mapping may be performed by mapping the case of the target data that has received the activation option signal and the case of the target data that has not been received to different haptic information.

또한 바람직하게, 상기 매핑은 아날로그 입력 신호를 출력하는 D/A 컨버터(digital-to-analog converter)를 이용하여 아날로그 출력 전압으로 매핑하는 방식으로 수행하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the mapping may be performed by mapping to an analog output voltage using a digital-to-analog converter that outputs an analog input signal.

또한 바람직하게, 상기 데이터수집부는 호스트 컴퓨터와 연결된 네트워크의 포트별 관측 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the data collection unit may include a port-specific observation function of a network connected to a host computer.

그리고 바람직하게, 상기 대상 데이터는 네트워크를 통해 상기 데이터수집부 가 수집한 원격지의 호스트 컴퓨터에 관한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.And preferably, the target data is characterized in that it comprises data about the host computer of the remote location collected by the data collector through the network.

한편, 본 발명은 컴퓨터 기반 장치의 시간에 따른 정보를 촉각 형태로 표현하는 햅틱(haptic) 표현 방법에 관한 것으로서, (a) 데이터수집부가 햅틱 정보로 변환할 대상 데이터를 시간별로 수집하고, 호스트 컴퓨터로부터 햅틱 정보에 대한 활성화 옵션 신호를 수신하는 단계; (b) 데이터분석부가 수집된 대상 데이터를 분석하고, 햅틱정보 변환부가 분석된 대상 데이터를 햅틱 정보로 변환하는 단계; 및 (c) 햅틱정보 출력부가 변환된 햅틱 정보 중 활성화 옵션 신호를 수신한 햅틱 정보를 촉각 형태로 출력하는 단계;를 포함한다.On the other hand, the present invention relates to a haptic expression method for expressing the information over time in a haptic form of a computer-based device, (a) the data collector to collect the target data to be converted into haptic information by time, the host computer Receiving an activation option signal for haptic information from; (b) analyzing the collected target data by the data analyzer, and converting the analyzed target data into haptic information by the haptic information converter; And (c) outputting, by haptic information, the haptic information output unit receiving the activation option signal from among the converted haptic information in a tactile form.

바람직하게, 상기 대상 데이터는 저장 장치의 물리적 회전 데이터, 메모리 기반 드라이브의 엘이디(LED) 작동 데이터, 메모리 기반의 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터, 메모리 기반 드라이브의 네트워크 트래픽 데이터 및 문자 인코딩 데이터 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the target data includes physical rotation data of a storage device, LED operation data of a memory-based drive, data input / output amount data of a memory-based drive, temperature or heat generation data of a computer-based device, and network traffic of a memory-based drive. And at least one of data and character encoded data.

또한 바람직하게, 출력되는 햅틱 정보의 강도가 저장 장치의 물리적 회전 데이터에 대한 함수, 메모리 기반 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터에 대한 함수, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터에 대한 함수 및 문자 인코딩 데이터에 대한 함수 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 한다.Also preferably, the intensity of the output haptic information is a function for physical rotation data of the storage device, a function for data input / output amount data of a memory-based drive, a function for temperature or calorific value data of a computer-based device, and for character encoding data. It is characterized in that any one or a combination of one or more of the functions.

또한 바람직하게, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 데이터수집부가 상기 호스트 컴퓨터와 연결된 네트워크를 포트별로 관측하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the step (a) may include (a1) observing, by port, a network connected to the host computer by the data collection unit.

또한 바람직하게, 상기 (a) 단계는, (a2) 상기 데이터수집부가 네트워크를 통해 원격지의 호스트 컴퓨터에 관한 데이터를 수집하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the step (a) includes (a2) the data collector collecting data on a remote host computer through a network.

그리고 바람직하게, 상기 (b) 단계는, (b1) 햅틱 룩업 테이블(haptic lookup table)을 이용하여 상기 대상 데이터를 상기 햅틱 룩업 테이블 상의 대응하는 햅틱 정보와 매핑하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And preferably, the step (b), (b1) using the haptic lookup table (haptic lookup table) comprising the step of mapping the target data with the corresponding haptic information on the haptic lookup table; .

본 발명에 따르면, 사용자는 무형의 정보를 촉각 형태로 인지하므로 햅틱 자극의 변화를 통해 정보의 변화량을 예측할 수 있으며, 이러한 예측을 통해 시스템의 정상 동작 여부 또는 휴대 장치의 안전한 제거 여부를 간편하게 확인할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the user recognizes intangible information in the form of tactile, the user can predict the amount of change of information through the change of the haptic stimulus, and can easily check whether the system is normally operated or whether the portable device is safely removed. It has an effect.

본 발명에 따르면, 네트워크를 통해서 로컬 영역의 컴퓨터 기반 장치뿐만 아니라 원격지의 컴퓨터 기반 장치의 동작 관련 정보를 전송받을 수 있으므로, 사용자는 원격지의 대상 컴퓨터의 정보를 촉각 형태로 인지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the operation related information of the computer-based device of the remote area as well as the computer-based device of the local area can be transmitted through the network, the user can recognize the information of the target computer of the remote place in the form of tactile sense. .

본 발명에 따르면, 사용자가 네트워크에 의해 발생하는 트래픽을 패킷의 촉각 정보화를 통해 인지할 수 있으므로, 의도하지 않은 패킷의 흐름을 추가적인 집중력의 분산 없이 확인하여 보안이 극대화되는 효과가 있다.According to the present invention, since the user can recognize the traffic generated by the network through the tactile informatization of the packet, the unintended packet flow can be confirmed without dispersing additional concentration, thereby maximizing security.

본 발명에 따르면, 자주 사용되는 포트별 설정을 통해 사용자가 필요한 정보만을 촉각 형태로 인지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the user can recognize only the necessary information in the form of tactile through frequently used port setting.

본 발명에 따르면, 디스플레이 수단이 결여된 컴퓨터 기반 장치와의 통신의 경우에도 확인을 위한 추가적인 통신이 불필요한 효과가 있다.According to the present invention, even in the case of communication with the computer-based device lacking the display means, there is an unnecessary effect of additional communication for confirmation.

본 발명에 따르면, 원거리 블루투스 등의 원거리 장치와의 통신에 있어서 디스플레이 장치를 추가하지 않고도 호스트 장치로부터의 데이터의 수신 여부를 정확히 파악할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to accurately grasp whether or not data is received from a host device in a communication with a remote device such as a remote Bluetooth without adding a display device.

본 발명에 따르면, 정보의 촉각 모달리티(modality)를 사용함으로써, 사용자가 시청각 위주의 컴퓨터 응용프로그램의 영향을 받지 않는 효과도 있다.According to the present invention, by using the tactile modality of the information, there is also an effect that the user is not influenced by audio-visual computer applications.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대하여는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음을 유의하여야 할 것이다.Before describing the details for carrying out the present invention, it should be noted that configurations that are not directly related to the technical gist of the present invention are omitted within the scope of not distracting the technical gist of the present invention.

또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the terms or words used in the present specification and claims are consistent with the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept.

본 발명은 일반적으로 사용되는 컴퓨터 기반 장치의 물리적인 값 또는 데이터 흐름의 양 등을 로우 레벨에서 수집하여 이를 촉각 정보화하여 출력함으로써 사용자가 시각적인 확인 없이도 컴퓨터 기반 장치의 다양한 정보들을 확인할 수 있도록 한다.The present invention collects at a low level the physical value or the amount of data flow of a commonly used computer-based device and outputs it by tactile information so that a user can check various information of the computer-based device without visual confirmation.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템에 관하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a haptic expression system for time-varying information of a computer-based device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템에 관한 전체 구성도이며, 도 2a 및 도 2b는 진동 자극의 구간 및 파형에 관한 예시도이고, 도 3a 내지 도 3c는 펄스 폭 변조 신호의 변경에 따른 유효 출력 전압에 대한 개념도이며, 도 4는 네트워크 연결의 트래픽을 보여주는 응용프로그램에 관한 예시도이다.1 is an overall configuration diagram of a haptic representation system for time-varying information of a computer-based device according to an embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is an illustration of the interval and waveform of the vibration stimulation, Figures 3a to 3 3C is a conceptual diagram of an effective output voltage according to a change in a pulse width modulated signal, and FIG. 4 is an exemplary diagram of an application program showing traffic of a network connection.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템은 데이터수집부(100), 데이터분석부(200), 햅틱정보 변환부(300) 및 햅틱정보 출력부(400)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a haptic expression system for time-varying information of a computer-based device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a data collector 100, a data analyzer 200, and a haptic information converter 300. And a haptic information output unit 400.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 햅틱 정보를 진동 자극으로 설정하여 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the haptic information according to a preferred embodiment of the present invention will be described as a vibration stimulus, but the present invention is not limited thereto.

상기 데이터수집부(100)는 햅틱 정보로 변환할 대상 데이터를 시간별로 수집하며, 햅틱 정보에 대한 활성화 옵션 신호를 수신한다.The data collector 100 collects target data to be converted into haptic information by time, and receives an activation option signal for the haptic information.

변환할 대상 데이터는 호스트 컴퓨터 1, 호스트 컴퓨터 1 기반의 장치 또는 네트워크로 연결된 원격지의 호스트 컴퓨터 2로부터 수집할 수 있다. 그 예로는, 하드디스크 드라이브 동작(회전) 데이터, USB 드라이브의 LED 작동 데이터, USB 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터, 네트워크 트래픽의 양 데이터 또는 문자 인코딩 데이터 등이 있다.The target data to be converted may be collected from the host computer 1, the host computer 1 based device, or the remote host computer 2 connected to the network. Examples include hard disk drive operation (rotation) data, LED drive data of a USB drive, data input / output amount data of a USB drive, temperature or heat generation data of a computer-based device, amount data of network traffic, or character encoding data.

활성화 옵션 신호는 호스트 컴퓨터 1 또는 호스트 컴퓨터 2, 즉 키보드의 핫키 또는 마우스를 이용한 이벤트를 통해 수신한다.The activation option signal is received via an event using a host computer 1 or a host computer 2, i.e. a hotkey or mouse of a keyboard.

또한, 상기 데이터분석부(200)는 수집된 대상 데이터를 분석한다.In addition, the data analysis unit 200 analyzes the collected target data.

또한, 상기 햅틱정보 변환부(300)는 분석된 결과를 바탕으로 대상 데이터를 햅틱 정보로 변환한다.In addition, the haptic information converter 300 converts the target data into haptic information based on the analyzed result.

상기 햅틱정보 변환부(300)는 햅틱 룩업 테이블(haptic lookup table)을 이용하여 대상 데이터를 햅틱 룩업 테이블 상의 대응하는 햅틱 정보와 매핑함으로써 햅틱 정보로의 변환을 수행할 수 있다.The haptic information converter 300 may convert the target data into haptic information by mapping target data with corresponding haptic information on the haptic lookup table using a haptic lookup table.

상기 햅틱정보 변환부(300)에 의한 구체적인 변환의 예는 다음과 같다.An example of the specific conversion by the haptic information conversion unit 300 is as follows.

a) 하드디스크 드라이브 동작(회전) -> 햅틱 정보로의 변환a) Hard Disk Drive Operation (Rotation)-> Conversion to Haptic Information

하드디스크 드라이브의 회전 등에 대한 동작 정보는 메인보드를 거쳐 컴퓨터 전면 등에 설치된 LED를 통해 표시된다. 다양한 이유에 의해 컴퓨터의 순간 동작이 비정상적인 경우 사용자는 하드디스크 드라이브의 동작 여부를 LED를 통해 확인하게 되는데, 컴퓨터가 원격지 등 관찰이 곤란한 장소에 있으면 확인이 용이하지 않다.Operation information about the rotation of the hard disk drive is displayed through LEDs installed on the front of the computer via the motherboard. If the momentary operation of the computer is abnormal for a variety of reasons, the user can check the operation of the hard disk drive through the LED, it is not easy to check if the computer is in a difficult place, such as remote.

이러한 경우 상기 햅틱정보 변환부(300)가 하드디스크 드라이브의 동작 정보를 햅틱 정보로 표현하여 사용자에게 전달하면, 사용자가 소재하는 장소의 컴퓨터 작업을 진행하면서도 원격지의 컴퓨터 상태를 진단할 수 있다.In this case, when the haptic information conversion unit 300 expresses the operation information of the hard disk drive as haptic information and transmits the information to the user, the haptic information conversion unit 300 can diagnose the computer state of the remote place while proceeding with the computer work where the user is located.

이때, 상기 햅틱정보 변환부(300)는 하드디스크 드라이브의 동작 정보의 값에 문턱값을 설정하여 단계적인 햅틱 정보로 매핑하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 햅틱정보 변환부(300)를 마이크로프로세서로 설정하여 하드디스크 드라이브의 동작 정보가 컴퓨터의 메인보드를 거치지 않고 독립적인 햅틱 정보로 변환될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the haptic information converting unit 300 preferably sets a threshold to the value of the operation information of the hard disk drive and maps the stepwise haptic information. In addition, it is preferable that the haptic information conversion unit 300 is set as a microprocessor so that operation information of the hard disk drive can be converted into independent haptic information without passing through the main board of the computer.

b) USB 드라이브의 LED 작동 -> 햅틱 정보로의 변환b) LED operation of USB drive-> conversion to haptic information

컴퓨터와 USB 드라이브 간에 데이터가 이동하면 일반적인 USB 드라이브의 LED가 작동한다. 그와 함께 또는 그 대신에, 상기 햅틱정보 변환부(300)가 LED의 작동 신호에 상응하는 정보를 햅틱 정보로 변환할 수 있다. 데이터의 이동이 종료되면 추가적인 햅틱 정보로서 햅틱 알림(haptic notification) 상태를 설정하여 이를 전달받은 사용자가 USB 드라이브를 컴퓨터에서 제거하도록 한다. 이를 통해, 사용자가 정보 이동 중 USB 드라이브를 제거할 수 없으므로 LED를 확인하며 기다려야 했던 불편을 해소할 수 있다.As data moves between your computer and the USB drive, the LEDs on a typical USB drive will work. In addition or instead, the haptic information conversion unit 300 may convert information corresponding to the operation signal of the LED into haptic information. When the movement of the data is finished, the haptic notification state is set as additional haptic information so that the user who received it removes the USB drive from the computer. This eliminates the hassle of waiting for the user to check the LEDs because the user cannot remove the USB drive while moving information.

c) 네트워크 트래픽의 양에 대한 함수로서 햅틱 알림 상태 설정c) setting the haptic notification state as a function of the amount of network traffic

네트워크의 경우 서비스별로 다양한 포트가 존재하는 것이 일반적이므로, 관찰하고자 하는 포트를 설정하여 상기 a)또는 b)에서 설명한 경우와 유사하게 사용자가 햅틱 정보에 의한 촉각 형태로 인지할 수 있다.In the case of a network, various ports exist for each service, and thus, a user may recognize a tactile form by haptic information similarly to the case described in a) or b) by setting a port to be observed.

햅틱 정보는 네트워크 트래픽의 양에 대한 함수뿐만 아니라 네트워크 트래픽 양의 미분 또는 적분에 대한 함수일 수 있다. 즉, 1차 또는 2차 이상의 미분을 사용함으로써, 사용자가 네트워크 트래픽의 변화량과 관계된 정보를 촉각 형태로 인지할 수 있다. 그리고 적분을 사용함으로써, 누적된 네트워크 트래픽의 양을 확인할 수 있다. 이때, 단기간의 경우 누적되는 네트워크 트래픽의 양에 비례하여 햅틱 정보의 강도를 조절하는 것이 바람직하다.The haptic information can be a function not only of the amount of network traffic, but also of the derivative or integration of the amount of network traffic. That is, by using the derivative of the first or second order or more, the user can recognize the information related to the change amount of the network traffic in a tactile form. And by using the integral, the amount of accumulated network traffic can be confirmed. In this case, it is desirable to adjust the strength of the haptic information in proportion to the amount of network traffic accumulated in the short term.

d) 아스키(ASCII) 또는 미국 정보 교환 표준 부호(American Standard Code for Information Interchange) 등 영문 알파벳을 사용하는 대표적인 문자 인코딩의 경우d) in the case of representative character encodings using the English alphabet, such as ASCII or the American Standard Code for Information Interchange;

아스키는 컴퓨터와 통신 장비 등 문자를 사용하는 다수의 장치에서 사용되며, 대부분의 문자 인코딩이 아스키에 기반한다. 하나의 특정한 문자는 단일 바이트(single byte)이므로, 아스키 코드로 치환할 경우 십진수 0~255로 변경이 가능하다. ASCII is used in many devices that use characters, such as computers and communication equipment, and most character encodings are based on ASCII. Since one particular character is a single byte, it can be changed from decimal 0 to 255 when replaced with an ASCII code.

따라서, 호스트 컴퓨터와 시리얼 통신하는 장치를 예로 들면, 컴퓨터로부터의 입력에 대한 확인으로서 재차 아스키 코드로 데이터를 송신하는데, 상기 햅틱정보 변환부(300)가 다음의 [수학식 1]과 같은 약속된 아스키 값에 대한 함수(f)로서 햅틱 정보인 진동 자극의 강도(I)를 조절하거나, 미리 약속된 햅틱 룩업 테이블을 이용함으로써 추가 통신을 수행하지 않을 수 있다.Thus, taking an example of a device for serial communication with a host computer, the data is again transmitted with an ASCII code as a confirmation of the input from the computer, and the haptic information conversion unit 300 is as shown in Equation 1 below. Further communication may not be performed by adjusting the intensity I of the vibration stimulus, which is haptic information, as a function f for the ASCII value, or by using a pre-appointed haptic lookup table.

I = f(ascii code)I = f (ascii code)

상기 햅틱 룩업 테이블은 다수의 데이터를 처리할 때 "Switch문" 또는 "Case문"을 사용하는 대신에 값의 참조를 위해 사용하는 테이블을 말한다. 즉, 상기 햅틱정보 출력부(400)가 액추에이터를 포함하는 경우, 미리 사용자가 출력을 원하는 신호에 해당하는 진동 자극을 유도하는 액추에이터를 구동하는 신호를 일련의 배열로 정하고, 검색 조건에 따라 해당 신호의 출력을 통해 진동 자극을 생성하는 테이 블을 의미한다. The haptic lookup table refers to a table used for reference of a value instead of using a "switch statement" or a "case statement" when processing a plurality of data. That is, when the haptic information output unit 400 includes an actuator, a signal for driving an actuator for inducing vibration stimulation corresponding to a signal desired by the user in advance is determined in a series of arrays, and the corresponding signal is determined according to a search condition. It means a table to generate a vibration stimulus through the output of.

본 발명에 따른 햅틱 룩업 테이블은 각각의 인덱스에 해당하는 데이터를 출력 신호를 구성하기 위한 전압(Voltage)값, 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulator)값 또는 해당 액추에이터의 진동 자극 패턴을 생성하기 위한 시간별 파라미터의 집합으로 설정할 수 있다.The haptic lookup table according to the present invention is configured to generate a voltage value for configuring an output signal, a pulse width modulator (PWM) value, or a vibration stimulation pattern of a corresponding actuator. It can be set as a set of hourly parameters.

추가적으로, 햅틱 룩업 테이블은 활성화 옵션 신호를 수신한 대상 데이터의 경우와 수신하지 아니한 대상 데이터의 경우를 각각 다른 햅틱 정보로 매핑할 수 있으며, 아날로그 입력 신호를 출력하는 D/A 컨버터(digital-to-analog converter)를 이용하여 아날로그 출력 전압으로 매핑할 수도 있다.In addition, the haptic lookup table may map the case of the target data that receives the activation option signal and the case of the target data that has not been received into different haptic information, and output a analog input signal (D / A converter). An analog converter can also be used to map to an analog output voltage.

그리고, 상기 햅틱정보 출력부(400)는 변환된 햅틱 정보를 물리적으로 표현하는 형태로 출력한다. 이에 의해, 사용자가 컴퓨터 기반 장치 또는 이와 연결된 장치의 데이터 상태를 촉각 형태로 인지할 수 있다.The haptic information output unit 400 outputs the converted haptic information in a form that physically expresses it. As a result, the user may recognize the data state of the computer-based device or the device connected thereto in a tactile form.

상기 햅틱정보 출력부(400)는 액추에이터를 포함할 수 있으며, 액추에이터를 구동함으로써 사용자에게 햅틱 정보를 전달할 수 있다.The haptic information output unit 400 may include an actuator, and may deliver haptic information to the user by driving the actuator.

상기 햅틱정보 출력부(400)는 내부 또는 외부에서 유무선으로 데이터 통신이 가능하며, 진동 소자를 포함한 마우스, 키보드, 스피커 또는 햅틱 패드 등으로 설정될 수 있다.The haptic information output unit 400 is capable of data communication inside or outside the wired or wireless, and may be set as a mouse, a keyboard, a speaker, or a haptic pad including a vibrating element.

출력되는 햅틱 정보는 피부와 관계한(cutaneous) 자극을 생성하는 택타일(tactile) 피드백 또는 근감각과 관계한(kinesthetic) 자극을 생성하는 힘(force) 피드백을 포함한다.The output haptic information includes tactile feedback that generates cutaneous stimuli or force feedback that produces kinesthetic stimuli.

택타일 피드백은 사람의 피부를 통해 전달되는 자극을 의미한다. 상기 햅틱정보 출력부(400)는 진동 모터, 초음파 모터, 솔레노이드(solenoid) 또는 압전 소자 등의 구동 수단을 통해 사람의 손가락을 포함한 손 부위에 택타일 피드백을 전달하는 것이 바람직하다. 진동 소자를 탑재한 핸드폰, 프랑스의 CEA/LIST에서 개발한 소형 선형 전자 액추에이터, KAIST의 압전 소자를 이용한 질감 제시 마우스 등을 사용할 수 있다.Tactile feedback refers to the stimulus transmitted through human skin. The haptic information output unit 400 preferably transmits tactile feedback to a hand part including a human finger through a driving means such as a vibration motor, an ultrasonic motor, a solenoid, or a piezoelectric element. Cell phones with vibrating elements, small linear electronic actuators developed by CEA / LIST in France, and texturing mice using piezoelectric elements from KAIST can be used.

힘 피드백의 경우 사용자의 근감각, 즉 피부가 아닌 사람의 근육 또는 관절 등에서 인지하는 상대적으로 거시적인 움직임을 수반하는 햅틱 정보를 말한다. 힘 반향 조이스틱 또는 미국 센서블 사의 팬텀 등을 이용할 수 있다.In the case of force feedback, it refers to haptic information that involves relatively macroscopic movements perceived by a user's muscle sense, that is, muscles or joints of a person, not skin. Force echo joysticks or US Sensitive Phantoms can be used.

이러한 힘 반향 장치를 사용하는 경우, 다양한 대상 데이터를 힘 반향 장치의 촉각을 생성하는 제어 변수로 사용함으로써 다양한 햅틱 정보를 출력할 수 있다. 즉, 대상 데이터에 대한 정보를 1차원 이상의 움직임으로 출력할 수 있다. 사용자가 힘 반향 장치를 사용하던 중 햅틱 정보를 활성화시키면 힘 반향 장치의 움직임에 대한 함수로서 현재 발생한 대상 데이터를 촉각 형태로 인지할 수 있다.When using such a force echo device, various haptic information can be output by using various object data as a control variable for generating the tactile sense of the force echo device. That is, the information on the target data can be output in one or more motions. If the user activates the haptic information while using the force echo device, the presently generated object data as a function of the movement of the force echo device can be recognized in the tactile form.

상술한 두 가지 촉각 자극 모두 사용자가 원하는 경우 활성화되는 옵션을 활용하여 필요에 의해 촉각 자극을 인지하는 것이 바람직하다.Both of the above-described tactile stimuli are preferably used to recognize the tactile stimulus as needed by utilizing an option activated by the user.

상기 햅틱정보 출력부(400)가 진동 소자를 기반으로 하는 경우, 택타일 피드백에 있어서 상술한 촉각 자극은 진동의 동작에 해당하며, 상기 햅틱정보 변환부(300)가 마이크로프로세서로 설정되는 경우, 진동의 동작은 진동을 구동하기 위한 마이크로프로세서의 디지털 출력이 정수형(0V, 1V, ..., 5V, ...) 또는 실수형 (연속적으로 변하는 전압값 등)으로 출력되어 이에 연결된 액추에이터가 동작하고 있는 상태를 의미한다.When the haptic information output unit 400 is based on the vibration element, the tactile stimulus described above in the tactile feedback corresponds to the operation of the vibration, and when the haptic information conversion unit 300 is set as a microprocessor, The operation of the vibration is that the digital output of the microprocessor to drive the vibration is output as integer type (0V, 1V, ..., 5V, ...) or real type (continuously changing voltage value, etc.) It means the state of doing.

5V 또는 3.3V 등 특정한 디지털 전압값을 출력하는 마이크로프로세서의 경우, 온/오프에 해당하는 진동 자극 이외에, 진동 자극의 강약을 조절하기 위해 진동 자극을 출력하는 액추에이터로 전송하는 펄스 폭 변조 신호를 조절한다. 도 2a 및 도 2b에 진동 자극의 구간 및 파형에 관한 예시도를 나타내었다.In the case of a microprocessor that outputs a specific digital voltage value such as 5 V or 3.3 V, in addition to the on / off vibration stimulus, a pulse width modulated signal transmitted to an actuator that outputs the vibration stimulus to adjust the strength of the vibration stimulus is adjusted. do. 2A and 2B show an exemplary view of a section and a waveform of a vibration stimulus.

펄스 폭 변조 방식은 매우 짧은 시간(수십 ms 미만) 범위에서 디지털 출력의 온/오프를 조절하는 방식으로서, 액추에이터의 관성에 의해 물리적인 온/오프가 실제 발생하지 않고 느리게 또는 빠르게 도는 것과 같은 효과를 유도하는 방식이다. 결과적으로는 구동 전압을 변경하는 것과 동일한 효과를 나타내지만, 실제로 구동 전압을 변경하는 것에 비해 구현이 용이하므로 직류 모터 등을 제어하는데 사용한다. 펄스 폭 변조 방식은 종래 사용하던 기술이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.Pulse-width modulation modulates the on / off of digital outputs over a very short time (less than a few tens of milliseconds). The inertia of the actuator makes the effect of slow or fast rotation without physically turning on or off. It is a way of induction. As a result, it has the same effect as changing the driving voltage, but since it is easier to implement than changing the driving voltage, it is used to control a DC motor or the like. Since the pulse width modulation method is a conventional technique, a detailed description thereof will be omitted.

도 2a 및 도 2b에서, 특정 시간 구간 (Tc-Ta)에서 (Ta-Tb) 구간은 온으로 설정되며, (Tc-Tb) 구간은 오프로 설정된다. 도 2b에서는, 온과 오프의 경계인 Tb를 조정함으로써 출력과 관계된 시간 비율인 듀티비(Duty ratio, (Ta-Tb)/(Tc-Ta))가 조정되어 진동 자극이 연속적으로 강해졌다가 약해지는 효과를 내고 있음을 확인할 수 있다. 이때 Tb는 Ta'보다 크고 Tc보다 작은 범위에서 움직인다. 여기서 Ta'는 액추에이터의 구동이 가능해지는 최소 시간을 의미한다.2A and 2B, the (Ta-Tb) section is set to ON and the (Tc-Tb) section is set to OFF in the specific time section Tc-Ta. In FIG. 2B, the duty ratio (Ta-Tb) / (Tc-Ta), which is a time ratio related to the output, is adjusted by adjusting Tb, which is a boundary between on and off, so that the vibration stimulus continuously becomes stronger and weaker. You can see that it is working. At this time, Tb moves in a range larger than Ta 'and smaller than Tc. Here Ta 'means the minimum time that the actuator can be driven.

도 3a 내지 도 3c에 펄스 폭 변조 신호의 변경에 따른 유효 출력 전압에 대 한 개념을 나타내었다. 특정 구간 온을 출력하는 도 3a의 출력 유효 전압(effective voltage)인 A를 기준으로, 도 3b에서는 3A/4, 도 3c에서는 A/2에 해당하는 예를 나타내었다.3A to 3C illustrate the concept of the effective output voltage according to the change of the pulse width modulation signal. An example of 3A / 4 in FIG. 3B and A / 2 in FIG. 3C is illustrated based on A, which is an output effective voltage of FIG. 3A for outputting a specific section on.

상술한 약한 진동 및 강한 진동은 펄스 폭 변조에서 온되는 기간인 인가 전압의 듀티비(duty ratio)를 조절함으로써 획득할 수 있다. 이때, 펄스 폭 변조 방식을 사용하지 않고 AD/DA 보드를 사용하여 직접 인가 전압을 변경하는 방식을 택할 수도 있다.The above-mentioned weak vibration and strong vibration can be obtained by adjusting the duty ratio of the applied voltage which is the period which is turned on in the pulse width modulation. In this case, the AD / DA board may be used to directly change the applied voltage without using the pulse width modulation method.

상기 햅틱정보 출력부(400)가 진동 소자 기반인 경우, 전압이라는 하나의 독립 변수에 의해 제어가 수행되므로 자극이 다양하지 않은 단점이 있으나, 사용자가 촉감을 인지하기 위해 특정 부분만을 접촉하지 않아도 되는 장점이 있다.When the haptic information output unit 400 is based on the vibration element, the control is performed by one independent variable such as voltage, so that the stimulus is not varied. However, the user does not have to touch only a specific part to recognize the touch. There is an advantage.

상기 햅틱정보 출력부(400)가 진동 소자가 아닌 질감을 구체적으로 구현하기 위한 질감 제시(tactile display) 장치인 경우, 사람의 손가락에 접촉자를 통한 점자 형태로 자극을 가한다. 이때, 사용하는 액추에이터의 종류 및 제어 방식에 따라 접촉자의 이동 진폭 및 주파수가 결정되는데, 진동 소자 기반인 경우와는 달리 독립 제어 변수가 많아서 다양한 촉감을 구현할 수 있다. 햅틱 온의 경우는 접촉자가 0 mm보다 큰 진폭으로 0 Hz를 포함하는 특정 주파수로 이동하는 상태이다. 0 Hz는 접촉자의 이동이 없는 상태로서 정적으로 해당 진폭을 유지하는 조건이다.When the haptic information output unit 400 is a tactile display device for concretely implementing a texture instead of a vibrating element, a stimulus is applied to a human finger in a braille form through a contactor. At this time, the movement amplitude and the frequency of the contactor are determined according to the type and control method of the actuator used. Unlike the case of the vibration element-based method, there are many independent control variables so that various touches can be realized. In the case of haptic on, the contactor is moving to a specific frequency, including 0 Hz, with an amplitude greater than 0 mm. 0 Hz is a condition where there is no movement of the contactor and statically maintains the amplitude.

상기 햅틱정보 출력부(400)에 있어서 진동 소자의 제어수단을 진동 소자에 가해지는 입력 전압 V로 하여 설명하면, V와 시간의 흐름에 따른 신호와의 관계는 다음과 같이 정리될 수 있다. In the haptic information output unit 400, when the control means of the vibrating element is described as an input voltage V applied to the vibrating element, the relationship between V and the signal over time can be summarized as follows.

시간의 흐름에 따른 신호란 관측 시간에서의 상태를 기술하는 신호를 의미하며, 일반적으로 시간이 흐름에 따라 이를 누적하여 이전 상태와 비교할 수 있다. 이러한 신호의 예는 네트워크 트래픽 양, 주변 장치와의 통신 패킷량, 하드디스크 드라이브의 온도, 회전 RPM 정보, USB를 포함한 저장 장치의 데이터 입출력 량, CPU 사용량 등 시간에 따라 그 값이 바뀔 수 있는 정보이다. A signal over time means a signal describing a state at an observation time. In general, the signal may be accumulated over time and compared with a previous state. Examples of such signals include information such as network traffic, amount of communication packets with peripheral devices, hard disk drive temperature, rotation RPM information, data input / output amount of storage devices including USB, CPU usage, etc. to be.

하드디스크 드라이브의 경우 이러한 시간의 흐름과 관계한 신호는 대부분 응용프로그램을 통해 시각적으로 그래프 등을 통해 확인할 수 있다. 즉 시간의 변화에 따른 정보의 변화량을 통해 현재 상태를 절대적/상대적으로 확인할 수 있는 것이다.In the case of a hard disk drive, signals related to the passage of time can be visually identified through graphs through most applications. In other words, it is possible to confirm the current state absolutely / relatively through the amount of change of information according to the change of time.

도 4에서, 마이크로소프트 윈도의 Windows 작업관리자에 내장된 네트워크 연결 정보 그래프를 확인할 수 있다. 네트워크별 트래픽을 확인함으로써, 네트워크 상태 진단 또는 보안 점검 등을 사용자가 수행할 수 있다.In Figure 4, you can see the network connection information graph built into the Windows Task Manager of Microsoft Windows. By checking the network-specific traffic, the user can perform network condition diagnosis or security check.

또한 이와 같이 소프트웨어에 기반한 확인 이외에 전술한 네트워크 트래픽 양, 주변 장치와의 통신 패킷량, 하드디스크 드라이브의 온도, 회전 RPM 정보, USB를 포함한 저장 장치의 데이터 입출력 량 등의 정보들을 간략화시켜 LED를 통해 시각적으로 확인할 수 있다. In addition to the software-based confirmation, the LEDs can be simplified to provide information such as the amount of network traffic, the amount of communication packets with the peripheral device, the temperature of the hard disk drive, the rotation RPM information, and the amount of data input / output of the storage device including the USB. You can check it visually.

예를 들면, 본체에 부착된 하드디스크 드라이브 LED, USB 드라이브에 장착된 입출력 상태를 보이는 LED, 랜 카드의 RX/TX LED가 대표적이다. 이 경우는 연속적인 신호의 크기를 S를 간략화하여 LED로 확인하도록 한 것이다. 사용자에게 있어서는 실제 정확한 S값을 보여주는 것보다 구동 여부에 대한 직관적인 확인이 용이한 경우가 있다.For example, the hard disk drive LED attached to the main body, the LED showing the input / output status mounted on the USB drive, and the RX / TX LED of the LAN card are typical. In this case, the magnitude of the continuous signal is confirmed by LED by simplifying S. In some cases, it is easier for the user to intuitively check whether the driver is driven or not, rather than showing the actual S value.

이러한 신호를 액추에이터로의 제어변수(예, 전압값)를 유도하는데 사용한다면, 다음의 [수학식 2]와 같이 함수관계(f)로 설정할 수 있다. 함수 f는 선형함수, 비선형함수, 구간별로 문턱값(Threshold)이 설정된 함수, 미분함수 또는 적분함수 등으로 설정할 수 있다. If such a signal is used to derive a control variable (for example, a voltage value) to the actuator, it can be set as a function relationship f as shown in Equation 2 below. The function f may be set as a linear function, a nonlinear function, a function in which a threshold is set for each section, a derivative function, or an integral function.

V = f(S)V = f (S)

문턱값을 설정하여 신호를 간단화하여 처리하면(예를 들어, 2.5, 2.8을 모두 2.0으로 구간별 대표값 지정), 햅틱 룩업 테이블을 사용하기가 용이하다. 이 경우 신호의 처리 및 복잡한 패턴 분석이 최소화되는 장점이 있다. 네트워크 트래픽의 예를 들어 설명하면 네트워크 트래픽이 갑자기 증가할 경우 사용자에게 이를 인지할 수 있도록 미리 정의된 신호를 줄 수 있다.By setting a threshold to simplify the signal processing (for example, specifying a representative value for each section of 2.5 and 2.8 as 2.0), it is easy to use a haptic lookup table. This has the advantage of minimizing signal processing and complex pattern analysis. Taking network traffic as an example, you can give users a predefined signal to recognize when a sudden increase in network traffic occurs.

이외의 경우 함수 결과값을 액추에이터의 입력으로 하게 되는 경우 D/A출력 또는 D/O(Low 또는 High의 출력)를 이용하는 경우 상술한 펄스 폭 변조 신호의 변화를 통해 구현이 가능하다.Otherwise, when the function result value is used as the input of the actuator, when the D / A output or the D / O (low or high output) is used, the pulse width modulated signal may be implemented.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 방법에 관하여 도 5를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a haptic expression method for time-varying information of a computer-based device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 방법에 관한 전체 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a haptic expression method for time-varying information of a computer-based device according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 데이터수집부(100)가 햅틱 정보로 변환할 대상 데이터를 시간별로 수집하며, 별도의 컴퓨터로부터 수집한 대상 데이터에 대한 활성화 옵션 신호를 수신한다(S10).First, as shown in FIG. 5, the data collection unit 100 collects target data to be converted into haptic information by time, and receives an activation option signal for target data collected from a separate computer (S10). ).

다음으로, 상기 데이터분석부(200)가 활성화 옵션 신호를 수신한 대상 데이터를 분석한다(S20).Next, the data analysis unit 200 analyzes the target data receiving the activation option signal (S20).

다음으로, 상기 햅틱정보 변환부(300)가 분석 결과를 바탕으로 햅틱 룩업 테이블(haptic lookup table)을 이용하여 대상 데이터를 햅틱 정보로 변환한다(S30).Next, the haptic information converter 300 converts the target data into haptic information using a haptic lookup table based on the analysis result (S30).

마지막으로, 상기 햅틱정보 출력부(400)가 변환된 햅틱 정보를 물리적으로 표현하는 형태로 출력함으로써 사용자가 촉각 형태로 인지할 수 있도록 한다(S40).Finally, the haptic information output unit 400 outputs the converted haptic information in a form that physically expresses it so that the user can recognize it in a tactile form (S40).

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 또는 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경, 수정 또는 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many changes or modifications can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes, modifications, or equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 정보에 대한 햅틱 표현 시스템에 관한 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of a haptic representation system for information of a computer-based device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 진동 자극의 구간 및 파형에 관한 예시도.2A and 2B are exemplary diagrams illustrating sections and waveforms of vibration stimuli.

도 3a 내지 도 3c는 펄스 폭 변조 신호의 변경에 따른 유효 출력 전압에 대한 개념도.3A to 3C are conceptual views of an effective output voltage according to a change in a pulse width modulated signal.

도 4는 네트워크 연결의 트래픽을 보여주는 응용프로그램에 관한 예시도.4 is an illustration of an application program showing traffic on a network connection.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컴퓨터 기반 장치의 정보에 대한 햅틱 표현 방법에 관한 전체 흐름도.5 is an overall flowchart of a haptic representation method for information of a computer-based device according to an embodiment of the present invention.

Claims (16)

컴퓨터 기반 장치의 시간에 따른 정보를 촉각 형태로 표현하는 햅틱(haptic) 표현 시스템에 있어서,In the haptic representation system for representing the time-based information of the computer-based device in the tactile form, 햅틱 정보로 변환할 대상 데이터를 시간별로 수집하며 호스트 컴퓨터로부터 햅틱 정보에 대한 활성화 옵션 신호를 수신하는 데이터수집부(100);A data collector 100 for collecting target data to be converted into haptic information by time and receiving an activation option signal for haptic information from a host computer; 수집된 대상 데이터를 분석하는 데이터분석부(200);A data analyzer 200 analyzing the collected target data; 분석된 대상 데이터를 햅틱 정보로 변환하는 햅틱정보 변환부(300); 및A haptic information converter 300 for converting the analyzed target data into haptic information; And 변환된 햅틱 정보 중 활성화 옵션 신호를 수신한 햅틱 정보를 촉각 형태로 출력하는 햅틱정보 출력부(400);를 포함하되,And a haptic information output unit 400 for outputting haptic information, which has received an activation option signal, from the converted haptic information in a tactile form. 상기 햅틱정보 변환부(300)는 햅틱 룩업 테이블(haptic lookup table)을 이용하여 상기 대상 데이터를 상기 햅틱 룩업 테이블 상의 대응하는 햅틱 정보와 매핑함으로써 햅틱 정보로의 변환을 수행하는 것을 특징으로 하며,The haptic information converter 300 converts the target data into haptic information by mapping the target data with corresponding haptic information on the haptic lookup table using a haptic lookup table. 상기 매핑은 활성화 옵션 신호를 수신한 대상 데이터의 경우와 수신하지 아니한 대상 데이터의 경우를 각각 다른 햅틱 정보로 매핑하는 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하고,The mapping is performed by mapping the case of the target data that has received the activation option signal and the case of the target data that has not been received to different haptic information. 상기 데이터수집부(100)는 호스트 컴퓨터와 연결된 네트워크의 포트별 관측 기능을 포함하는 것을 특징으로 하며,The data collector 100 is characterized in that it comprises a port-specific observation function of the network connected to the host computer, 상기 대상 데이터는 네트워크를 통해 상기 데이터수집부(100)가 수집한 원격지의 호스트 컴퓨터에 관한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템.The target data is a haptic representation system for the time-varying information of the computer-based device, characterized in that it comprises data about the host computer of the remote location collected by the data collector 100 via a network. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 대상 데이터는 저장 장치의 물리적 회전 데이터, 메모리 기반 드라이브의 엘이디(LED) 작동 데이터, 메모리 기반의 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터, 메모리 기반 드라이브의 네트워크 트래픽 데이터 및 문자 인코딩 데이터 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템.The target data may include physical rotation data of a storage device, LED operation data of a memory-based drive, data input / output amount data of a memory-based drive, temperature or heat generation data of a computer-based device, network traffic data and characters of a memory-based drive. A haptic representation system for time-varying information of a computer-based device comprising any one or more of the encoded data. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 출력되는 햅틱 정보의 강도가 저장 장치의 물리적 회전 데이터에 대한 함수, 메모리 기반 드라이브의 데이터 입출력 양 데이터에 대한 함수, 컴퓨터 기반 장치의 온도 또는 발열량 데이터에 대한 함수 및 문자 인코딩 데이터에 대한 함수 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템.The intensity of the output haptic information is one of a function for physical rotation data of a storage device, a function for data input / output amount data of a memory-based drive, a function for temperature or calorific value data of a computer-based device, and a function for character encoded data. Or a combination of any one or more of the haptic representation system for the time-varying information of the computer-based device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 햅틱정보 출력부(400)는 액추에이터(Actuator)인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템.The haptic information output unit 400 is a haptic representation system for the time-varying information of the computer-based device, characterized in that the actuator (Actuator). 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 매핑은 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템.And said mapping is performed by a pulse width modulated signal (PWM). 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 매핑은 아날로그 입력 신호를 출력하는 D/A 컨버터(digital-to-analog converter)를 이용하여 아날로그 출력 전압으로 매핑하는 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반 장치의 시변 정보에 대한 햅틱 표현 시스템.The mapping is performed by mapping to an analog output voltage by using a digital-to-analog converter (D / A converter) for outputting an analog input signal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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KR100613910B1 (en) * 2005-10-26 2006-08-22 한국전자통신연구원 Belt-type vibrotactile system

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