KR101106213B1 - Emotional interface device, system based upon touch technology and method thereof - Google Patents

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KR101106213B1
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황성재
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한국과학기술원
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Abstract

PURPOSE: A touch-based sensitive interface, system, and method thereof are provided to supply feeling for communication with an object by feedback to a person from an object according to a touch type. CONSTITUTION: A fixed voltage is applied to a touch sensor(110). A voltage detector(120) detects a voltage change pattern according to a touch pattern of the touch sensor. A comparing/operating unit(130) compares the voltage variation pattern and the predetermined voltage pattern. An output unit(140) outputs information allocated in the fixed voltage change pattern. The touch sensor includes a voltage electrode in which voltage is applied. The voltage electrode and the ground electrode are electrically insulated.

Description

터치기반의 감성적 인터페이스 장치, 시스템 및 그 방법{Emotional interface device, system based upon touch technology and method thereof}Emotional interface device, system based upon touch technology and method

본 발명은 터치 기반의 감성적 인터페이스 장치, 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사람의 자연스러운 터치 행태를 구분, 인식함으로써 사람과 사물 간의 감성적인 상호작용을 도모하는 터치기반의 감성적 인터페이스 장치, 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch-based emotional interface device, a system, and a method thereof, and more particularly, to a touch-based emotional interface device that facilitates emotional interaction between a person and an object by distinguishing and recognizing a natural touch behavior of a person, A system and method thereof are provided.

기술의 발달로 인하여, 사물과 사람 간의 인터렉션을 도모하려는 연구가 진행되고 있다. 예를 들면, 사물이나 로봇과 사람 사이의 상호 교감을 위하여 다양한 센서 기술이 개발되고 있다. 하지만, 일반적인 인터렉션 기술은 일방향 인터페이스를 기본으로 한다. 즉, 사람이 로봇 등에 일정한 자극을 주게 되며, 로봇 등의 사물은 정해진 방식대로 주어진 자극에 반응을 하게 되는, 일 방향 인터렉션 방식이 일반적이다. 즉, 완구로봇이나 인형에 적용된 종래 인터렉션 기술은 단순한 온/오프 버튼이나, 압력(pressure) 센서 등을 사용하며, 사람은 이러한 버튼이나 센서를 누름으로써 정해진 반응을 얻게 되는 방식이었다. 하지만, 이 경우, 사용자에게 아날로그적 감성을 주기가 어렵고, 사람과 사람 사이의 인터렉션과는 다른 인터렉션으로 인하여, 교육이나 오락 효과가 떨어지는 문제가 있다. Due to the development of technology, research is being conducted to promote the interaction between objects and people. For example, various sensor technologies have been developed for mutual interaction between objects, robots, and people. However, general interaction techniques are based on one-way interfaces. That is, a one-way interaction method in which a person gives a certain stimulus to a robot or the like, and an object such as a robot responds to a given stimulus in a predetermined manner is common. In other words, the conventional interaction technology applied to a toy robot or a doll uses a simple on / off button, a pressure sensor, and the like, and a person receives a predetermined response by pressing the button or sensor. However, in this case, it is difficult to give analog emotion to the user, and due to interactions different from human to human interaction, education or entertainment effects are inferior.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 사람-사물 간의 상호 작용에 따른 인터렉션을 수행하는 새로운 개념의 감성적 인터페이스 장치 및 그 응용을 제공하는 데 있다. Therefore, the first problem to be solved by the present invention is to provide a new concept of emotional interface device for performing the interaction according to the interaction between people and things, and its application.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 사람-사물 간의 상호작용에 따른 인터렉션을 수행하기 위한 새로운 개념의 감성적 인터페이스 방법 및 그 응용을 제공하는 데 있다. In addition, a third problem to be solved by the present invention is to provide a new concept emotional interface method and its application for performing the interaction according to the interaction between people and things.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 소정 전압이 인가되는 터치센서부(110); 상기 터치센서부에 대한 사용자 터치 패턴에 따른 전압 변화 패턴을 검출하는 전압검출부(120); 상기 검출된 전압 변화 패턴과 기설정된 전압 변화 패턴을 비교하는 비교연산부(130); 및 상기 검출된 전압 변화 패턴에 대응하는 기설정된 전압 변화 패턴에 할당된 정보를 출력하는 출력부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is a touch sensor unit 110 is applied a predetermined voltage; A voltage detector 120 detecting a voltage change pattern according to a user touch pattern with respect to the touch sensor unit; A comparison operation unit 130 for comparing the detected voltage change pattern with a preset voltage change pattern; And an output unit 140 for outputting information allocated to a predetermined voltage change pattern corresponding to the detected voltage change pattern.

본 발명의 일 실시예에서 상기 터치센서부(110)는 전압이 인가되는 전압전극(111); 및 접지전극(113)을 포함하며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)은 전기적으로 절연되며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)을 터치하는 사용자를 통하여 전기적으로 연결된다. In one embodiment of the present invention, the touch sensor unit 110 includes a voltage electrode 111 to which a voltage is applied; And a ground electrode 113, wherein the voltage electrode 111 and the ground electrode 113 are electrically insulated, and are electrically connected through a user who touches the voltage electrode 111 and the ground electrode 113. .

본 발명의 일 실시예에서 상기 터치센서부는 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)를 복수 개 구비하며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)은 서로 교번하는 그리드 형태일 수 있다. 또한, 상기 전압전극과 접지전극은 물체 표면에서 돌출된 돌출부재 형태일 수 있으며, 출력되는 상기 정보는 영상 또는 음성 정보일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the touch sensor unit may include a plurality of the voltage electrodes 111 and the ground electrodes 113, and the voltage electrodes 111 and the ground electrodes 113 may have a grid shape that alternates with each other. . In addition, the voltage electrode and the ground electrode may be in the form of a protruding member protruding from the surface of the object, the output information may be video or audio information.

본 발명의 일 실시예에서 상기 전압 검출부는 사물에 연결된 아날로그 전압센서부를 포함하며, 본 발명은 상술한 인터페이스 장치를 포함하는 로봇 및 완구를 그 응용 형태로 제공한다. In one embodiment of the present invention, the voltage detector includes an analog voltage sensor connected to a thing, and the present invention provides a robot and a toy including the above-described interface device in an application form.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 물체 표면에 구비된 터치센서부의 전압을 측정하는 단계; 터치센서부의 터치에 따라 발생하는 전압 패턴의 변화를 측정하는 단계; 상기 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴들과 비교하는 단계; 및 상기 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴 중 어느 하나에 매칭되면, 매칭된 전압변화 패턴에 대응되는 정보가 외부로 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법을 제공한다. In order to solve the another problem, the present invention comprises the steps of measuring the voltage of the touch sensor unit provided on the surface of the object; Measuring a change in a voltage pattern generated according to a touch of the touch sensor unit; Comparing the measured voltage change pattern with preset voltage change patterns; And outputting information corresponding to the matched voltage change pattern to the outside when the measured voltage change pattern matches any one of a preset voltage change pattern.

본 발명의 일 실시예에서 상기 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴에 해당되지 않는 경우는 다시 최초의 전압 측정 단계로 돌아하며, 상기 전압변화 패턴은 아날로그 형태이다. In one embodiment of the present invention, if the measured voltage change pattern does not correspond to a predetermined voltage change pattern, the process returns to the first voltage measurement step, and the voltage change pattern is in an analog form.

본 발명의 일 실시예에서 상기 터치센서부(110)는 전압이 인가되는 전압전극(111); 및 접지전극(113)을 포함하며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)은 전기적으로 절연되며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)을 터치하는 사용자를 통하여 전기적으로 연결되며, 이때 상기 터치센서부는 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)를 복수 개 구비한다. In one embodiment of the present invention, the touch sensor unit 110 includes a voltage electrode 111 to which a voltage is applied; And a ground electrode 113, wherein the voltage electrode 111 and the ground electrode 113 are electrically insulated, and are electrically connected through a user who touches the voltage electrode 111 and the ground electrode 113. In this case, the touch sensor unit includes a plurality of voltage electrodes 111 and ground electrodes 113.

본 발명은 상술한 인터페이스 방법을 로봇에 응용한 인간-로봇 인터페이스 방법을 제공한다.
The present invention provides a human-robot interface method applying the above-described interface method to a robot.

본 발명에 따른 사물 인터페이스 장치 및 방법은 사람과 사물 간의 상호 작용을 통하여 정보를 양방향으로 전달할 수 있다. 즉, 사람의 터치 행태에 따라 상이한 정보를 사물로부터 사람에게 피드백함으로써, 마치 사용자로 하여금 실제 사물과 커뮤니케이션하고 있는 듯한 느낌을 주어 상당한 오락적, 교육적 효과를 기대할 수 있다.
The object interface apparatus and method according to the present invention may transfer information in both directions through interaction between a person and a thing. That is, by feeding back different information from a thing to a person according to a person's touch behavior, a user can expect a considerable entertainment and educational effect by giving the user a feeling of communicating with a real thing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감성적 인터페이스 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서부(110)의 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 터치센서부(110)의 단면도이다.
도 3 및 4는 도 2a의 터치센서부(110)를 사람이 터치하는 형태를 나타내는 도면이다.
도 5 및 6은 터치센서부(110)를 터치하는 패턴에 따라 변화되는 전압 변화 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 컨트롤러의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감성적 인터페이스 방법의 단계도이다.1 is a diagram illustrating an emotional interface device according to an embodiment of the present invention.
2A is a plan view of the touch sensor unit 110 according to an embodiment of the present invention.
2B is a cross-sectional view of the touch sensor unit 110 according to another embodiment of the present invention.
3 and 4 illustrate a form in which a person touches the touch sensor unit 110 of FIG. 2A.
5 and 6 are graphs illustrating a voltage change pattern that changes according to a pattern of touching the touch sensor unit 110.
7 is a circuit diagram of a microcontroller according to an embodiment of the present invention.
8 is a step diagram of an emotional interface method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명은, 상술한 바와 같이 일정한 전기적 특성(본 발명의 일 실시예에서는 일정 전압)이 사물 혹은 사람에게 부여되는 경우, 상기 사물을 사람이 터치(접촉)함에 따라 전류는 사람과 물체를 타고 전압센서로 흐르게 되고, 이러한 터치의 양상에 따라 일정 시간동안의 전압 양상은 다른 형태를 띄게 되는 점에 착안한 것이다. According to the present invention, when a certain electrical characteristic (a constant voltage in one embodiment of the present invention) is imparted to an object or a person as described above, as a person touches (contacts) the object, a current rides on the person and the object. This is due to the fact that the voltage flows through the sensor, and the voltage pattern for a certain time depends on the touch mode.

본 발명자는 전기전도체인 사람과 사물의 터치 방식에 따라 전압센서의 결과값이 구별되는 양태로 변화되는 점에 주목하였다. 즉, 사람의 터치 방식은 그 터치 지속 시간, 터치 강도 등에 따라 구별가능하며, 예를 들면, 사물의 특정 부분을 쓰다듬는 경우, 간지르는 경우, 때리는 경우는 모두 터치 방식이 상이하다고 할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 구별되는 터치 방식에 따라 전기적 특성의 변화 패턴이 모두 구별가능하며, 이를 이용하여 사물-사람간의 인터렉션이 가능한 인터페이스 장치를 구현한다. 이때, 시간에 따라 사람과 사물의 저항은 다를 수 있지만 터치 행태에 따라 이루어지는 전위차의 양상은 항상 같으므로 기설정된 패턴과 비교 가능하다. 이를 위하여, 본 발명은 사물의 표면을 그라운드 전극과 전압 전극이 소정 간격으로 교차하도록 구성하여, 사람이 사물 표면을 터치함에 따라 발생하는 전위차 변화 패턴을 발생시킨다.
The present inventors noted that the result value of the voltage sensor is changed in a manner of distinguishing according to a touch method of a person and an object, which are electrical conductors. That is, the touch method of a person can be distinguished according to the touch duration, the touch intensity, and the like. For example, when touching a specific part of an object, tickling, or hitting, the touch method is different. According to the present invention, all of the patterns of change in electrical characteristics can be distinguished according to the distinguished touch method, and the interface device can be implemented using the object-person interaction. At this time, the resistance of the person and the object may vary with time, but the aspect of the potential difference according to the touch behavior is always the same, and thus can be compared with a preset pattern. To this end, the present invention is configured such that the ground electrode and the voltage electrode intersect the surface of the object at predetermined intervals, thereby generating a potential difference pattern generated when a person touches the surface of the object.

이하, 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감성적 인터페이스 장치를 나타내는 도면이다. 본 명세서 전체에서 사용되는 "감성적(emotional)"이라는 용어는 사람과의 쌍방향 인터렉션이 가능하다는 의미로 해석된다. 1 is a diagram illustrating an emotional interface device according to an embodiment of the present invention. The term "emotional" as used throughout this specification is interpreted to mean that two-way interaction with a person is possible.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(100)는 사물에 구비되며, 소정 전압이 인가되는 터치센서부(110); 상기 터치센서부(110)에 대한 사용자 터치 패턴에 따른 전압 변화 패턴을 검출하는 전압검출부(120); 및 상기 검출된 전압 변화 패턴과 기설정된 전압 변화 패턴을 비교하는 비교연산부(130); 및 상기 검출된 전압 변화 패턴에 대응하는 기설정된 전압 변화 패턴에 할당된 정보를 출력하는 출력부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an interface device 100 according to an embodiment of the present invention includes a touch sensor unit 110 provided in a thing and to which a predetermined voltage is applied; A voltage detector 120 detecting a voltage change pattern according to a user touch pattern with respect to the touch sensor unit 110; And a comparison operation unit 130 for comparing the detected voltage change pattern with a preset voltage change pattern. And an output unit 140 for outputting information allocated to a predetermined voltage change pattern corresponding to the detected voltage change pattern.

본 발명에서 상기 터치센서부(110)에는 소정의 전압이 인가되는 상태이며, 사람이 터치센서부(110)를 터치함에 따라 전압 변화가 발생하는 형태로 구성된다. 즉, 전압이 인가되는 전극((+) 전극인 전압전극)과 접지전극을 조밀하게 교차 구성함으로써, 사람이 손가락 등으로 터치함에 따라 (+) 전극과 그라운드 전극은 인체를 통하여, 연결되며, 이로써 전압 변화가 발생한다. 특히, 본 발명은 사람이 상기 터치센서부(110)를 터치하는 패턴(예를 들면, 쓰다듬는 경우와 때리는 경우와 같이 터치 강도, 시간이 상이한 패턴)에 따라 검출되는 전압 변화 패턴이 달라지는 점에 주목하였다. 이하 사물에 부착되는 터치센서부(110)를 상세히 설명한다.
In the present invention, a predetermined voltage is applied to the touch sensor unit 110, and a voltage change occurs when a person touches the touch sensor unit 110. That is, by densely configuring the electrode (voltage electrode which is a (+) electrode) to which the voltage is applied and the ground electrode, the positive electrode and the ground electrode are connected through the human body as a person touches with a finger or the like. Voltage change occurs. In particular, the present invention pays attention to the fact that the detected voltage change pattern varies according to a pattern in which a person touches the touch sensor unit 110 (for example, a pattern having different touch intensity and time, such as when stroking and hitting). It was. Hereinafter, the touch sensor unit 110 attached to the object will be described in detail.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서부(110)의 평면도이다.2A is a plan view of the touch sensor unit 110 according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 상기 터치센서부(110)는 소정의 전압이 인가되는 전압전극(111)과 접지 전극(113)이 소정 간격으로 교차한다. 이때 두 전극은 전기적으로 절연된 상태를 유지하며, 표면을 통해서만 두 전극은 연결될 수 있는 상태이다. 도 2에서는 일종의 그리드 타입(즉, 두 전극이 수직 교차하는 형태)의 터치센서부(110)를 개시하나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 따라서, 사람의 손가락 두께 이내의 간격으로 두 전극이 교차하는, 임의의 모든 전극 구성이 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들면, 방사형, 육각형, 빗살형 등의 전극 구성이 본 발명의 범위에 속한다.
2A, the touch sensor unit 110 intersects the voltage electrode 111 to which the predetermined voltage is applied and the ground electrode 113 at predetermined intervals. In this case, the two electrodes remain electrically insulated, and the two electrodes can be connected only through the surface. In FIG. 2, a touch sensor unit 110 of a kind of grid type (that is, two electrodes vertically intersect) is disclosed, but the scope of the present invention is not limited thereto. Thus, any electrode configuration in which two electrodes intersect at intervals within the thickness of a human finger is within the scope of the present invention. For example, electrode configurations, such as radial, hexagonal, and comb teeth, fall within the scope of the present invention.

도 2b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 터치센서부(110)의 단면도이다. 2B is a cross-sectional view of the touch sensor unit 110 according to another embodiment of the present invention.

도 2b를 참조하면, 전도성을 가지는 복수 개의 실을 돌출 부재(115, 117)이 개시되며, 상기 돌출 부재(115, 117)은 각각 전압전극(115) 및 접지전극(117)을 형성한다. 이러한 돌출 부재는 완구 등의 털과 같은 질감을 사용자에게 줄 뿐만 아니라, 사람이 쓰다듬는 등의 터치를 하는 경우, 두 전극(115, 117)은 사용자 신체를 통하여 전기적으로 연결되어, 일정한 전압변화 패턴이 발생한다. 더 나아가, 곡면의 표면형태에서도 효과적인 터치센서부(110) 설치가 가능하다.
Referring to FIG. 2B, protrusion members 115 and 117 are provided with a plurality of conductive threads, and the protrusion members 115 and 117 form a voltage electrode 115 and a ground electrode 117, respectively. The protruding member not only gives the user a texture such as fur, such as a toy, but also touches a human stroke, such that the two electrodes 115 and 117 are electrically connected through the user's body, thereby providing a constant voltage change pattern. Occurs. Furthermore, the effective touch sensor unit 110 can be installed even on the curved surface.

도 3 및 4는 도 2a의 터치센서부(110)를 사람이 터치하는 형태를 나타내는 도면이다. 3 and 4 illustrate a form in which a person touches the touch sensor unit 110 of FIG. 2A.

도 3 및 4를 참조하면, 도 2의 터치센서부(110)를 사람이 손가락으로 터치함에 따라, 접지전극(113)과 전압전극(111)이 사실상 동시에 접촉되며, 이로써 전압전극(111)으로부터의 전류가 사람의 인체를 통하여 접지전극(113)으로 흐르게 되며, 본 발명에 따른 감성적 인터페이스 장치는 이러한 전류 흐름에 따른 전압 변화를 아날로그 형태로 검출하는 전압 검출부를 포함한다. 특히, 본 발명은 사람이 터치센서부(110)를 터치하는 패턴에 따라 검출되는 전압 변화 패턴이 결정되는 점을 발견하였고, 이를 기초로 새로운 개념의 감성적 인터페이스 장치를 제공한다.
Referring to FIGS. 3 and 4, when a person touches the touch sensor unit 110 of FIG. 2 with a finger, the ground electrode 113 and the voltage electrode 111 are substantially in contact with each other, and thus, from the voltage electrode 111. The current flows through the human body to the ground electrode 113, the emotional interface device according to the present invention includes a voltage detector for detecting the voltage change in accordance with the current flow in the analog form. In particular, the present invention has found that the voltage change pattern detected according to the pattern of the person touching the touch sensor unit 110 is determined, and provides a new concept emotional interface device based on this.

도 5 및 6은 터치센서부(110)를 터치하는 패턴에 따라 변화되는 전압 변화 패턴을 나타내는 그래프이다. 5 and 6 are graphs illustrating a voltage change pattern that changes according to a pattern of touching the touch sensor unit 110.

도 5 및 6에서 도시된 바와 같이, 사람이 터치센서부(110)를 터치하는 패턴에 따라 검출되는 전압 변화 패턴은 달라지며, 본 발명에 따른 인터페이스 장치는 사람의 터치 패턴에 따라 달라지는 전압 변화 패턴을 기설정된 전압 변화 패턴과 비교하여, 유사하거나 동일하다고 판단되는 전압 변화 패턴에 대응하는 정보를 출력하게 된다.
As shown in FIGS. 5 and 6, a voltage change pattern detected according to a pattern in which a person touches the touch sensor unit 110 is different, and the interface device according to the present invention varies in voltage depending on a touch pattern of a person. Is compared with a predetermined voltage change pattern, and outputs information corresponding to a voltage change pattern that is determined to be similar or identical.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 감성적 인터페이스 장치의 전압검출부(120), 비교연산부(130) 및 출력부(140)는 마이크로 컨트롤러에 모두 포함되며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 컨트롤러의 회로도이다. In one embodiment of the present invention, the voltage detection unit 120, the comparison operation unit 130 and the output unit 140 of the emotional interface device are all included in the microcontroller, Figure 7 is a micro according to an embodiment of the present invention The circuit diagram of the controller.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 전압검출부(120)는 상기 터치센서부(110)와 연결된 상기 마이크로 컨트롤러의 Analog In 단자를 통해 전압을 측정하게 된다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러는 사물 또는 사람에게 일정 전압을 인가하기 위한 전원을 포함하는데, 본 발명의 일 실시예에서는 5V의 전압을 터치센서부(110)의 전압전극에 인가하였다. 또한, 상기 가변저항(102)은 일정 전압(5V)을 공급하는 전원으로부터 전기도체인 사람에 해당하며, 상기 가변저항(102)의 저항 변화(이는 사람의 터치패턴에 따라 발생한다)에 따라 Analog-in 단자에서는 검출되는 전압의 변화가 발생하며, 이를 전압검출부(120)가 검출하게 된다. 이후 상기 마이크로 컨트롤러 내의 비교연산부(130)는 상기 검출된 패턴과 기설정된 전압 패턴을 비교하여, 이에 해당하는 정보를 외부로 출력하게 된다. 본 발명의 상기 실시예에서는 Analog in 단자에서 검출되는 전압변화를 크게 하기 위하여 그라운드에 연결된 저항(101)을 가변저항(102)과 비슷한 수준으로 하였으며, 구체적으로는 10MΩ 수준이었다.Referring to FIG. 7, in one embodiment of the present invention, the voltage detector 120 measures a voltage through an analog in terminal of the microcontroller connected to the touch sensor unit 110. In addition, the microcontroller includes a power source for applying a predetermined voltage to an object or a person. In one embodiment of the present invention, a voltage of 5V is applied to the voltage electrode of the touch sensor unit 110. In addition, the variable resistor 102 corresponds to a person who is an electrical conductor from a power supply for supplying a constant voltage (5V), and according to the change in resistance of the variable resistor 102 (which occurs according to the touch pattern of the person). A change in the detected voltage occurs at the -in terminal, which is detected by the voltage detector 120. Thereafter, the comparison operation unit 130 in the microcontroller compares the detected pattern with a preset voltage pattern and outputs corresponding information to the outside. In the above embodiment of the present invention, in order to increase the voltage change detected at the analog in terminal, the resistance 101 connected to the ground is set to a level similar to that of the variable resistor 102, specifically 10 MΩ.

본 발명에 따른 감성적 인터페이스 장치는 전압변화 패턴이 미리 저장된 메모리부를 더 포함하며, 상기 비교연산부(130)는 메모리부에 저장된 기설정 패턴과 전압검출부(120)에 의하여 검출된 패턴을 비교하여, 매칭되는 패턴을 찾게 된다. 이후, 매칭된 패턴에 대응하는 정보가 스피커나 디스플레이 등의 출력부를 통하여 외부로 출력된다. 따라서, 상기 메모리부에는 전압변화 패턴 및 이에 대응하는 정보가 매칭된 형태로 저장된다. The emotional interface device according to the present invention further includes a memory unit in which a voltage change pattern is stored in advance, and the comparison operation unit 130 compares the preset pattern stored in the memory unit with the pattern detected by the voltage detection unit 120 to match it. You will find a pattern that Thereafter, information corresponding to the matched pattern is output to the outside through an output unit such as a speaker or a display. Therefore, the voltage change pattern and the corresponding information are stored in the memory unit in a matched form.

이와 같은 본 발명의 감성적 인터페이스 장치는 다양한 종류의 사물에 적용될 수 있다. 예를 들면, 로봇, 완구 등에 적용되어, 사람과의 쌍방향 인터렉션이 가능하다.The emotional interface device of the present invention can be applied to various kinds of things. For example, it is applied to a robot, a toy, etc., and two-way interaction with a person is possible.

본 발명은 새로운 개념의 감성적 인터페이스 방법을 제공하는데, 이하 이를 설명한다.
The present invention provides a novel conceptual emotional interface method, which will be described below.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감성적 인터페이스 방법의 단계도이다.8 is a step diagram of an emotional interface method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 감성적 인터페이스 방법은 먼저 로봇, 완구 등의 물체 표면에 구비된 터치센서부의 전압을 측정하는 단계로부터 개시된다(S110). 상기 사물의 전압 측정은 상술한 바와 같이 아날로그 방식을 취하게 되며, 사람의 터치센서부의 터치에 따라 발생하는 아날로그 전압 패턴의 변화를 측정한다(120). 본 발명에 따른 인터페이스 방법은 특히 디지털 형태가 아닌 아날로그 방식을 취함으로써 전압변화 패턴의 경향을 효과적으로 검출한다. Referring to FIG. 8, the emotional interface method according to the present invention starts from measuring the voltage of the touch sensor unit provided on the surface of an object such as a robot or a toy (S110). The voltage measurement of the object takes an analog method as described above, and measures the change in the analog voltage pattern generated according to the touch of the touch sensor unit 120 (120). In particular, the interface method according to the present invention effectively detects the trend of the voltage change pattern by taking an analog method rather than a digital form.

이후 전압검출부 등에 의하여 측정된 전압변화 패턴은 기설정된 전압변화 패턴들과 비교된다(S130). 만약, 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴 중 어느 하나에 매칭되면, 매칭된 전압변화 패턴에 대응되는 정보가 외부로 전달(출력)된다(S140). 하지만, 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴에 해당되지 않는 경우는 다시 최초의 전압 측정 단계로 돌아가게 된다.Thereafter, the voltage change patterns measured by the voltage detector are compared with the predetermined voltage change patterns (S130). If the measured voltage change pattern matches any one of the preset voltage change patterns, information corresponding to the matched voltage change pattern is transmitted to the outside (output) (S140). However, when the measured voltage change pattern does not correspond to the preset voltage change pattern, the flow returns to the first voltage measurement step.

본 발명에 따른 인터페이스 방법의 터치센서부는 소정의 전압이 인가되는 전압전극과 이에 대응하는 접지전극을 포함하며, 사람이 전압전극과 접지전극을 동시에 터치함에 따라 두 전극은 전기적으로 연결된다. 상기 터치센서부에 대한 설명은 상술한 바와 같으므로, 이하 생략한다. The touch sensor unit of the interface method according to the present invention includes a voltage electrode to which a predetermined voltage is applied and a ground electrode corresponding thereto, and two electrodes are electrically connected as a person touches the voltage electrode and the ground electrode at the same time. Since the description of the touch sensor unit is as described above, it will be omitted below.

본 발명에 따른 상기 인터페이스 방법은 사람과 물체 간의 감성적인 양방향 커뮤니케이션 효과를 주게 된다. 따라서, 물체의 종류가 로봇인 경우, 새로운 양방향성의 인간-로봇 인터페이스(Human-Robot Interface, HRI) 방법이 가능하다. The interface method according to the present invention has an emotional two-way communication effect between a person and an object. Therefore, when the type of object is a robot, a new bi-directional Human-Robot Interface (HRI) method is possible.

본 발명의 범위는 상기 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and it should be construed that all modifications derived from the meaning of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention.

110: 터치센서부
120: 전압검출부
130: 비교연산부
140: 출력부
111, 115: 전압전극
113, 117: 접지전극110: touch sensor unit
120: voltage detector
130: comparison operation
140: output unit
111, 115: voltage electrode
113, 117: ground electrode

Claims (17)

소정 전압이 인가되는 터치센서부(110);
상기 터치센서부에 대한 사용자 터치 패턴에 따른 전압 변화 패턴을 검출하는 전압검출부(120);
상기 검출된 전압 변화 패턴과 기설정된 전압 변화 패턴을 비교하는 비교연산부(130); 및
상기 검출된 전압 변화 패턴에 대응하는 기설정된 전압 변화 패턴에 할당된 정보를 출력하는 출력부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치. A touch sensor unit 110 to which a predetermined voltage is applied;
A voltage detector 120 detecting a voltage change pattern according to a user touch pattern with respect to the touch sensor unit;
A comparison operation unit 130 for comparing the detected voltage change pattern with a preset voltage change pattern; And
And an output unit (140) for outputting information allocated to a predetermined voltage change pattern corresponding to the detected voltage change pattern. 제 1항에 있어서,
상기 터치센서부(110)는 전압이 인가되는 전압전극(111); 및
접지전극(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치.The method of claim 1,
The touch sensor unit 110 includes a voltage electrode 111 to which a voltage is applied; And
Interface device, characterized in that it comprises a ground electrode (113). 제 2항에 있어서,
상기 전압전극(111)과 접지전극(113)은 전기적으로 절연되며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)을 터치하는 사용자를 통하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치.The method of claim 2,
The voltage electrode 111 and the ground electrode 113 are electrically insulated, and are electrically connected through a user who touches the voltage electrode 111 and the ground electrode 113. 제 3항에 있어서,
상기 터치센서부는 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)를 복수 개 구비하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치.The method of claim 3,
The touch sensor unit, characterized in that provided with a plurality of the voltage electrode 111 and the ground electrode (113). 제 4항에 있어서,
상기 전압전극(111)과 접지전극(113)은 서로 교번하는 그리드 형태인 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치. The method of claim 4, wherein
The voltage electrode 111 and the ground electrode 113 is characterized in that the grid shape alternately with each other, interface device. 제 4항에 있어서,
상기 전압전극과 접지전극은 물체 표면에서 돌출된 돌출부재 형태인 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치.The method of claim 4, wherein
And the voltage electrode and the ground electrode are in the form of a protruding member protruding from an object surface. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 1항에 있어서,
상기 정보는 영상 또는 음성 정보인 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치.The method of claim 1,
And the information is video or audio information. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 제 1항에 있어서,
상기 전압 검출부는 사물에 연결된 아날로그 전압센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 장치.The method of claim 1,
The voltage detector includes an analog voltage sensor unit connected to the thing. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 인터페이스 장치를 포함하는 로봇. A robot comprising the interface device according to any one of claims 1 to 8. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 인터페이스 장치를 포함하는 완구. A toy comprising the interface device according to any one of claims 1 to 8. 물체 표면에 구비된 터치센서부의 전압을 측정하는 단계;
터치센서부의 터치에 따라 발생하는 전압 패턴의 변화를 측정하는 단계;
상기 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴들과 비교하는 단계; 및
상기 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴 중 어느 하나에 매칭되면, 매칭된 전압변화 패턴에 대응되는 정보가 외부로 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법.Measuring a voltage of a touch sensor unit provided on an object surface;
Measuring a change in a voltage pattern generated according to a touch of the touch sensor unit;
Comparing the measured voltage change pattern with preset voltage change patterns; And
And if the measured voltage change pattern matches any one of a preset voltage change pattern, information corresponding to the matched voltage change pattern is externally output. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 12 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 11항에 있어서, 상기 방법은
상기 측정된 전압변화 패턴이 기설정된 전압변화 패턴에 해당되지 않는 경우는 다시 최초의 전압 측정 단계로 돌아가는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법.The method of claim 11, wherein the method is
And if the measured voltage change pattern does not correspond to a preset voltage change pattern, returning to the first voltage measurement step. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 13 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 11항에 있어서,
상기 전압변화 패턴은 아날로그 형태인 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법.12. The method of claim 11,
The voltage change pattern is characterized in that the analog form, the interface method. 제 11항에 있어서,
상기 터치센서부(110)는 전압이 인가되는 전압전극(111); 및
접지전극(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법.12. The method of claim 11,
The touch sensor unit 110 includes a voltage electrode 111 to which a voltage is applied; And
Interface method characterized in that it comprises a ground electrode (113). 제 14항에 있어서,
상기 전압전극(111)과 접지전극(113)은 전기적으로 절연되며, 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)을 터치하는 사용자를 통하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법.The method of claim 14,
The voltage electrode 111 and the ground electrode 113 are electrically insulated, and are electrically connected through a user who touches the voltage electrode 111 and the ground electrode 113. 제 14항에 있어서,
상기 터치센서부는 상기 전압전극(111)과 접지전극(113)를 복수 개 구비하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 방법.The method of claim 14,
The touch sensor unit, characterized in that provided with a plurality of the voltage electrode 111 and the ground electrode (113). 제 11항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용한, 인간-로봇 인터페이스 방법.A human-robot interface method using the method according to any one of claims 11 to 16.
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