KR20130066579A - 목을 이용한 촉각 커뮤니케이션 장치 - Google Patents

목을 이용한 촉각 커뮤니케이션 장치 Download PDF

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Abstract

촉각커뮤니케이션장치(10)는 일반적으로 C자 형태로 구성되어 배열되고 착용자(30)의 목 주위에 알맞게 착용이 된 등간격으로 이루어진 다수의 촉각 작동기(11)를 포함하고 있어서, 상기 착용자의 목 주변 피부에 촉각에 의한 자극을 가하도록 한다. 컴퓨터 프로그램에 의해 작동되는 전자 조종기는 외부에서 수신된 신호에 기초하여 상기 장치(10)의 상기 작동기(11)를 조종한다. 상기 장치는 이해 가능한 정보, 신호 및 경고 또는 특정 게임관련 감각을 제공하기 위해 착용자의 목 주위에 촉각에 의한 자극의 일련 순서를 표현한다.

Description

목을 이용한 촉각 커뮤니케이션 장치{TACTILE COMMUNICATION DEVICE FOR THE NECK}
본 발명은 일반적으로 인간-기계 상호작용 및 촉각에 의한 커뮤니케이션에 관련된 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 인간의 목 주위에 부착된 장치를 이용하여, 목 주위의 다양한 각도와 위치로부터 목의 피부를 자극하는 촉각 작동기(actuators)를 사용함으로써 정밀하고 이해가 용이한 정보나 감각의 커뮤니케이션에 관련된 것이다.
본 특허출원은 각각 미국출원 61/340,966(2010.03.25자 출원); 61/397,336(2010.06.10자 출원); 및 61/397,621(2010.06.14)에 기초하여 출원하는 것이다.
본 발명은 일반적으로 인간-기계 상호작용 및 촉각에 의한 커뮤니케이션에 관련된 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 인간의 목 주위에 부착된 장치를 이용하여, 목 주위의 다양한 각도와 위치로부터 목의 피부를 자극하는 촉각 작동기(actuators)를 사용함으로써 정밀하고 이해가 용이한 정보나 감각의 커뮤니케이션에 관련된 것이다.
인간의 오감은 개인에게 위치, 거리, 속도, 가속 및 주변환경의 다른 특성의 단서를 제공한다. 전자비디오 게임과 같은 가상세계에서, 예를 들어 비디오 스크린 화면은 크기가 제한되고, 낮은 질의 음향 및 휴대용 제어기에 의한 진동으로 제공되는 촉감이 제한되기 때문에 감각도 제한을 받게 된다.
진동게임 조종장치들이 개발되어(니시우미, 코시마 및 오타(Nishiumi, Koshima and Ohta), 2006년), 게임 플레이어들에게 현실 세계와 상호작용하는 감각을 이용할 수 있도록 알려져 있다. 예를 들어, 자동차 경주게임에서, 자동차가 인도를 지나게 될 때, 휴대용 게임 조종장치는 진동을 한다. 또 다른 예로 1인칭 슈팅 게임에서, 물체가 총알과 같은 발사체에 의해 맞게 되면 게임 조종장치가 진동을 하게 된다. 조종장치가 없는 게임시스템의 출현으로, 물체에 촉각정보를 제공하는 기존의 발명 수단들은 더 제한적이게 되었다. 왜냐하면 새로운 시스템들은 더 이상 사용자가 휴대용 조종장치(패드, 조이스틱 등)를 사용한 상호작용이 가능하지 않게 하기 때문이다. 마이크로소프트사에 의해 개발된 키넥트(KINECT) 게임 시스템이 조종장치가 없는 게임 시스템의 일례이다. 그리하여, 예를 들어 비디오 게임 플레이어에게 상세한 촉각에 의한 정보를 제공할 필요성이 있게 되었다.
촉각에 의한 커뮤니케이션( Tactile Communication )
촉각에 의한 커뮤니케이션 방법, 시스템 및 장치들이 텍스트 및 명령어를 이해하거나 상황에 대한 인식을 향상시키는 능력을 제공하기 위해 고안되어 왔다. 이러한 발명들은 주로 시각장애자를 위한 인공시력(매사추세츠공과대학교 컴퓨터촉각기술 연구소(MIT Touch Lab), 2005년) 및 개인 간의 원격 커뮤니케이션(Gilson & Christopher(2007년), Rupert & Kolev (2008년) and Zelek & Holbein (2008년))에 관한 것들이었다.
종종 시각의 촉각정보로의 변환으로 불리는 촉각 디스플레이(Tactile displays)는 매사추세츠공과대학교 컴퓨터촉각기술 연구소(MIT Touch Lab)와 같은 연구소에 의해 광범위하게 연구가 되어오고 있다(MIT Touch Lab, 2005년).
촉각 디스플레이 분야의 연구나 선행기술은 일반적으로 촉각정보를 피부에 전달하는 것에 중점을 두며, 고해상도(Hiht-Resolution) 감각기관으로서 목의 피부에 특별히 중점을 두지 않고, 전달할 수 있는 복잡성(complexity) 및 대역폭(bandwidth, 단위시간당 정보의 양)을 제한하는 기계적/생리학적 수치한정에 초점을 맞추고 있다.
촉각 상황인식 시스템(Tactile Situation Awareness System:TSAS)은 공간 및 방향 신호를 제공할 목적을 갖고, 착용이 용이한 촉각 디스플레이를 말한다(Zelek & Holbein, 2008; Rupert & Kolev, 2008년). 변환기를 갖추고, 허리에 착용되는 벨트(Gilson & Christopher, 2007년)는 군인들에게 방향 신호를 제공하기 위해 고안이 되었다. 이러한 선행기술은 시스템 또는 벨트 착용자에 대한 위험상황의 위치에 관한 정보를 전달하기 위해 인간의 몸통 및 벨트 주변의 다양한 위치에서의 촉각을 통한 자극을 사용한다. 그러나 목의 피부를 고해상도(Hiht-Resolution) 감각기관으로서 고려하거나 제안되지는 않았었다.
목의 피부는 사람이 피부 표면에 다양한 방향으로 가해지는 촉각에 의한 자극을 정확하게 구별할 수 있는 독특한 특성을 가진다. 본 발명은 전자 비디오게임과 같은 가상세계에 몰두하는 착용자에게 정보와 감각을 전달하기 위해 이러한 자극을 구별할 수 있는 특성을 이용한다. 촉각에 의한 자극을 이용하여 이러한 방법을 적용하는 본 발명의 실시예로 조종사, 시각장애인, 자폐증환자, 음악가 및 말이나 시각적으로 의사소통을 할 수 없는 사람들과 의사소통을 하는데 사용된다.
도 1은 사람의 목 주위에 착용된 본 발명의 촉각 커뮤니케이션 장치에 관한 사시도이다.
도 2는 시계의 문자판 같은 형태로 자극의 주변 패턴을 사람을 기준으로 하여 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 구조에 관한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치를 대체하는 구조에 관한 사시도이다.
도 5는 사람이 진동 작동기(pulsing actuators)를 사용하는 본 발명에 따른 촉각 커뮤니케이션 장치를 착용한 것을 보여주는 사시도이다.
도 6A-6C는 도 5의 상기 진동 작동기의 연속적인 회전 위치를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 장치에 접근하는 목표(target)를 도시한 것이다.
도 8은 수직 축(Z)으로부터 목의 축이 벗어나게 될 때 작동하는 작동기의 위치(P)를 보여주는 목의 축을 묘사한 것이다.
도 9는 수직 축(22)으로부터 목의 축이 벗어나게 될 때 작동하는 작동기를 가리키고, 12개의 작동기를 가진 장치에 대응하는 목의 축(21)에 관하여 도시한 것이다.
도 10A-10C는 본 발명에 따른 장치로써 가속도가 표시되는 것을 도시한 것이다.
고해상도( Hiht - Resolution ) 감각기관으로서의 목의 피부( The Neck Skin As A High-Resolution Sensory Organ )
커뮤니케이션 형태의 효과를 측정하는 방법의 하나는 특정화된 커뮤니케이션 형태를 통해 개인에게 얼마나 빠르게 복잡한 정보를 전달할 수 있는지의 여부이다. 정보이론(Information Theory)에 따르면, 커뮤니케이션은 전형적으로 얼마나 많은 문자를 개인에게 전달할 수 있고, 이러한 문자를 그 개인이 어느 정도의 비율로 이해할 수 있는지의 여부로 측정된다.
훈련받지 않은 사람의 피부는 부정확한 감각기관이다. 사람은 사람의 손가락, 발가락, 다른 신체부위 또는 피부위치와 떨어진 부분에 가해지는 촉각에 의한 자극을 구별할 수 있는 반면, 피부와 인접한 위치간의 구별하는 능력은 상당히 제한적이다. 그러나, 목 주위의 다양한 각도와 주변 위치에 가해지는 촉각에 의한 자극은 자극이 가해지는 지점이 서로 인접되었다 하더라도 분별해낼 수 있다. 훈련받지 않은 사람은 종종 자신의 목 주위의 8개 내지 12개의 다른 각도 및 주변 위치를 구별할 수 있다(도 2 참조). 간단한 실험으로 사람이 훈련을 하면 그 사람의 목 주위의 더 많은 각도와 주변 위치에서의 촉각에 의한 자극을 구별할 수 있는 것을 알 수 있다.
수평의 시계문자판(28) 형태가 있고 그 중앙에 착용자의 목이 위치하는 것을 고려하였을 때(도 2 참조), 착용자의 정면을 12시 방향으로 하면 목 주위의 다양한 각도와 주변 위치에 접촉이 있는 위치와 착용자가 접촉지점에 관하여 몇시 방향인지를 정할 수 있는 실험을 고안할 수 있다. 예를 들어 착용자의 목 바로 뒷면이 접촉되면 ‘6시 방향’이라 말할 것이다. 훈련받지 않은 사람은 일반적으로 12개의 방향 각각을 구별할 수 있다. 12개의 다른 각도 및 주변위치를 구별하는 능력은 디지털 용어로써 8(=23 또는 3 비트 해상도(3-bit resolution) 및 16(=24 또는 4 비트 해상도(4-bit resolution)) 사이의 12의 해상도와 관련된다.
그러한 해상도에서, 사람은 방향을 말할 수 있을 뿐만 아니라 자극점이 혼재되어 있어도 구별을 할 수 있다. 목 주변의 여러 위치에 동시에 자극이 있는 경우, 약간의 훈련을 하게 되면, 단순한 촉각에 의한 커뮤니케이션을 통하여 다른 사람과 복잡한 정보를 교환할 수 있다(표 1 내지 4 및 이하에서 설명).
목의 피부는 사람이 피부 표면에 다양한 방향으로 가해지는 촉각에 의한 자극을 정확하게 구별할 수 있는 독특한 특성을 가진다. 본 발명은 전자 비디오게임과 같은 가상세계에 몰두하는 착용자에게 정보와 감각을 전달하기 위해 이러한 자극을 구별할 수 있는 특성을 이용한다. 촉각에 의한 자극을 이용하여 이러한 방법을 적용하는 본 발명의 실시예로 조종사, 시각장애인, 자폐증환자, 음악가 및 말이나 시각적으로 의사소통을 할 수 없는 사람들과 의사소통을 하는데 사용된다.
발명의 요약( SUMMARY OF THE INVENTION )
본 발명은 반원 형태로 일정한 간격으로 배열된 다수의 촉각 작동기(원통 코일, 소형진동기, 모터, 버저(buzzer), 스피커, 핫/콜드 소스(hot/cold sources), 전극, 기타 등등)가 포함되고 목 주위에 알맞게 착용되도록 구성된 장치를 제공한다. 전자조종장치는 소형의 재충전 가능한 전지팩과 같은 전력원(power source)에 의해 전원을 공급받고 블루투스(Bluetooth)나 유사한 무선 수신기를 통해 외부소스(external sources)로부터 수신된 신호에 기초하여 장치를 작동시키는 컴퓨터 프로그램에 의해 작동하게 된다. 비디오게임 콘솔(console), 컴퓨터 또는 모바일 통신장치와 같은 외부소스로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 조종장치는 상기 장치가 목 주위의 특정 위치에 촉각에 의한 자극의 일련의 순서를 표현하도록 명령하고, 그리하여 착용자에게 이해가 용이한 게임관련 정보, 신호 및 경고 또는 게임과 관련된 감각을 제공하게 된다.
상기 장치는 일반적으로 사용자의 목 주위에 위치하여 신축성이 있고, 용수철이 탑재된 금속 스트립(strip)에 의해 연결된 헤드폰 형태로 이루어진다. 착용자의 목 크기와 상관없이 등간격의 작동기를 제공할 수 있도록, 상기 슬리브의 밖으로 상기 금속 스트립을 당길 수 있는 정도에 따라 짧게 또는 길게 만들 수 있는 홀스터(holster) 상에 작동기가 결합이 된다. 상기 장치는 적절하게 맞춤 구조이고(착용자의 전면부에 접하는 전면), 동일 크기의 장치가 목 크기가 다양한 사람들에게 모두 맞도록 디자인된 구조이다. 더 나아가, 사용자에게 완벽하고 감각적으로 시청각 및 촉각에 관한 환경을 제공하기 위하여 상기 장치는 스피커/헤드폰 및 마이크와 연결될 수 있다.
사람(30)의 목(20) 주위에 알맞게 착용된 C자 형태의 목걸이 모양으로써, 등간격으로 이루어진 작동기(11) 집합체로 구현되는 본 발명의 이점은 착용자의 게임 체험을 실질적으로 향상시키기 위해 착용자에게 게임관련 감각과 자극을 전달하도록 하여 추가적인 감각채널을 제공토록 한다는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 비디오 게임을 하는 동안 게임 플레이어들이 게임 콘솔(console)로부터 개별적인 커뮤니케이션을 할 수 있고, 보상을 받을 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 예를 들어, 음악가, 무용수, 가수 등이 사용할 수 있도록 노래의 악보와 각각의 작동기 사이에 일대일로 음악의 촉각에 의한 느낌을 제공하는 체계화된 촉각패턴 또는 마퀴스패턴(marquis pattern)을 제공하기 위한 촉각에 의한 메트로놈(박절기,metronome)으로서 음악의 반주로서 리드미컬한 촉각패턴을 제공할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이점은 피부에 대해 부드럽게 비벼지도록 하기 위해 진동 작동기 및 진동작동 모터로써 소형 미세진동 모터를 제공하는 점이다.
본 발명의 다른 이점은 목표의 거리 및 방향을 표현하는 신호(semaphore) 및 가속의 감각을 전달하기 위한 신호를 제공하는 것이다. 작동기 그룹이 특정 빈도로 켜지고 꺼지거나, 작동기에 입력되는 전류가 변화하도록 하여 거리를 나타낼 수 있다. 가속도는 가속에 따라 압력을 나타내도록 작동하는 작동기의 그룹에 의해 나타낼 수도 있다.
본 발명의 이러한 이점들은 도면을 참고하여 이하의 설명으로 명백히 확인할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 사람의 목 주위에 착용된 본 발명의 촉각 커뮤니케이션 장치에 관한 사시도이다.
도 2는 시계의 문자판 같은 형태로 자극의 주변 패턴을 사람을 기준으로 하여 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 구조에 관한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치를 대체하는 구조에 관한 사시도이다.
도 5는 사람이 진동 작동기(pulsing actuators)를 사용하는 본 발명에 따른 촉각 커뮤니케이션 장치를 착용한 것을 보여주는 사시도이다.
도 6A-6C는 도 5의 상기 진동 작동기의 연속적인 회전 위치를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 장치에 접근하는 목표(target)를 도시한 것이다.
도 8은 수직 축(Z)으로부터 목의 축이 벗어나게 될 때 작동하는 작동기의 위치(P)를 보여주는 목의 축을 묘사한 것이다.
도 9는 수직 축(22)으로부터 목의 축이 벗어나게 될 때 작동하는 작동기를 가리키고, 12개의 작동기를 가진 장치에 대응하는 목의 축(21)에 관하여 도시한 것이다.
도 10A-10C는 본 발명에 따른 장치로써 가속도가 표시되는 것을 도시한 것이다.
바람직한 구체예에 관한 설명( DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS )
본 발명은 사용자의 목에 착용하는 촉각 커뮤니케이션 장치에 관한 것이다. 고해상도 감각기관으로서의 목 주변의 피부에 관한 내용은 앞에서 언급한 바와 같다. 도 1 내지 10은 상기 장치의 구조 및 그 작동에 관한 것을 보여준다. 촉각 패턴 또는 마퀴스 패턴(Marquis Patterns)이 가상환경에서 특정 감각을 전달하기 위한 수단임을 보여주며, 마퀴스 패턴의 예는 표 1 내지 4와 관련하여 아래에서 언급한다. 본 발명의 적용은 도 1 내지 10 및 표 1 내지 4와 관련하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 사람(30)의 목(20) 주위에 알맞게 착용된 C자 형태의 목걸이 모양으로 등간격으로 이루어진 작동기(11) 집합체로 된 본 발명의 장치(10)를 나타낸다. 상기 장치(10)는 사람의 게임 체험을 실질적으로 향상시키기 위해 그 사람에게 게임관련 감각과 자극을 전달하도록 하여 추가적인 감각 채널을 제공한다. 상기 장치(10)는 사용시 헤드폰과 달리 목 주위에 배치되는 것을 보여준다. 개방형 C자 형태의 상기 장치(10) 및 그 조절 가능한 구조는 목 사이즈에 따라 적절히 맞출 수 있고, 그에 따라 그 착용자(30)의 목젖이나 후두에 접하는 끝부분은 개방되어 있다.
도 2는 상기 착용자의 목 방향과 관련하여 12개의 방향에 갖는 시계문자판 형태(28)를 보여준다. 이 장치의 디자인은 착용자의 목(20)과 관련하여 적절히 맞출 수 있도록 하여준다. 착용자의 목(2)의 전단부 작동기(24)는 12시 방향이 되고, 착용자의 목(2)의 후단부 작동기(24)는 6시 방향을 나타낸다.
도 3은 이 장치(10)의 구조가 일반적으로 단단한 슬리브(sleeve)(14)로부터 미끄러져 움직이는 2개의 곡선형태의 금속 스트립(strip)(13)으로 이루어진 단단한 틀(skeleton)로 되어 있는 것을 보여준다. 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 이 틀은 사람의 목(20) 주위에 다수의 작동기(11)가 신축성이 있는 홀스터(holster)(12)에 팽팽하게 결합되도록 유지하는 역할을 한다. 이 장치(10)는 슬리브(14)의 안이나 밖으로 금속 스트립(13)을 밀거나 당김으로써 목 크기가 다르더라도 적절히 맞출 수 있다.
상기 홀스터(12)는 탄성 직물이나 그와 유사 물질로 이루어질 수 있고, 등간격으로 된 다수의 작동기(11)로 구성된다. 이 홀스터(12)는 동시에 작동하는 2개의 전면부에 위치한 작동기(11)와 함께 13개의 작동기(11)를 가지고 있다. 후자의 경우 목의 전면부에 위치한 하나의 작동기와 함께 하나의 원형태로 12개의 작동기(11)를 배치한 것과 유사하다. 그러나, 개방형 C자형 디자인을 적용하는 경우, 13개의 작동기는 12개의 작동기 디자인과 비슷한 구조를 가진다.
홀스터(12)는 2개의 단단한 앵커(anchor)(16)에 의해 금속 스트립(13)의 자유단의 끝부분에 고정된다. 상기 앵커는 상기 장치(10)가 착용되면, 홀스터(12)가 상기 착용자의 목(20)의 주변에 팽팽하고 알맞게 유지되도록 한다. 홀스터(12)가 슬리브(14)에 가까이 알맞게 위치하고 목으로부터 적당한 간격을 유지하도록 하는 3개의 스프링(17)에 의해 홀스터(12)는 슬리브(14) 및 금속 스트립(13)과 가지런한 배열을 유지한다. 상기 장치(10)가 착용되면, 슬리브(14) 및 금속 스트립(metal strip)(13)으로 구성된 틀 (skeleton)은 홀스터(12)와 작동기(11)가 착용자의 목젖 주위의 전면부에 있는 경우 목(20) 주위에 알맞게 맞도록 한다. 그리하여 착용자는 장치에 의해 숨이 막히는 느낌을 갖지 않도록 한다.
도 4는 도 3의 장치(10)와 유사하게 구성된 대체 디자인을 보여준다. 이 경우, 홀스터(12)를 따라 등간격으로 배치된 13개의 작동기(11) 대신에, 홀스터(12) 상에 25개의 작동기(19)가 3개의 열을 이루어 배치가 된다. 75개의 작동기(19)는 목의 피부 위에 3개의 다른 높이에 동일한 각도 또는 주변 위치에 배치된 3개의 작동기 사이의 자극을 구별할 수 있는 착용자의 능력에 따라 착용자에게 더욱더 풍부한 정보를 전달할 수 있다.
작동기(11)는 컨투어 박스(contoured box)(15)의 내부에 위치한 전자장치와 통신을 하게 된다. 컨투어 전자 박스(contoured electronic box)(15)는 상기 슬리브(14)의 후면부에 고정되고, 상기 장치의 작동을 위해 사용되는 전자장치 즉, 전지, 블루투스(bluetooth) 및 라디오 또는 전송장치를 내부에 포함한다. 커뮤니케이션은 무선 또는 유선방식으로 박스(15)로부터 스프링(17) 및 신축성 있는 홀스터(12) 물질을 통해 각각의 작동기(11)로 확장된다.
이러한 작동기(11)는 다수의 실시예 및 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 보여지는 바와 같이, 일반적으로 원통형 구조로 신축성이 있고 변형 가능하게 되어 있어 사용자의 목 피부에 접촉하는 원통형 작동기의 내부로부터 작거나 가변적인 힘을 허용되도록 한다. 교대로, 상기 원통형 구조는 사용자의 목 피부에 접촉하는 힘을 전할 수 있도록 홀스터(12)로부터 이동하거나 홀스터(12)에 관하여 이동되도록 할 수 있다. 유사한 방법으로, 진동은 작동기 본체의 내부로부터 또는 작동기 본체 그 자체의 움직임에 의해 이루어질 수 있다. 도 4의 작동기(11)는 도 3의 작동기와 대하여 언급한 것과 유사한 방법으로 이동하거나 이동될 수 있는 원통형의 버튼과 같은 형태로 이루어진 것을 보여준다. 그 작동기는 또한 사용자의 목 피부에 작은 전기방전을 주거나 온도변화가 일어나도록 하는 구조로 이루어질 수 있다.
요약하자면, 도 3 내지 5와 관련하여 설명되는 상기 촉각 자극기(11)는 다양한 구조를 가질 수 있고 다양한 패턴으로 목 주변의 피부와 관련하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 이 자극기는 바람직하게 등간격을 유지하고 사용자의 목둘레 주변에 적절하게 배치되는 상기 홀스터의 주변부 내부로부터 확장이 된다. 자극기는 사용자의 목피부의 주변부에 모나게 접촉하도록 배치가 된다. 상기 촉각 자극기는 또한 약간 스칠 정도로 맞비벼지고, 진동 또는 사선으로 접촉이 되고, 기온의 변화를 적용할 수 있고, 목 피부에 작은 전기방전을 제공하도록 구성되고 배열이 될 수 있다. 여기에 나타나 있는 많은 행렬의 작동기 뿐만 아니라 작동기의 간격은 예시여서 다양하게 변화될 수 있다. 더 나아가, 상기 장치(10)의 구조와 그 조종 기능도 예시일 뿐이다. 작동기에 의해 제공되는 촉각에 의한 커뮤니케이션의 중요한 부분은 착용자의 목 피부에서 이루어지게 된다.
도 5는 신축성 있는 홀스터(12)의 내부에 경첩(hinge)와 같은 접속부(27)에 고정되고, 사용자의 목 주변에 배치된 작동기 또는 진동 모터(25)를 가지고 있는 사용자의 목(20) 주변에 착용된 장치를 보여준다. 도 1에서와같이 유사하게, 장치는 일반적으로 단단한 슬리브(14) 내부로 미끄러지는 곡선형 금속 스트립(13)으로 구성된 단단한 틀(skeleton)을 포함하는 것을 보여준다. 신축성 있는 홀스터(12)는 금속 스트립(13)에 의해 사용자의 목에 팽팽하게 고정되고 모터(25)를 갖게 된다. 앵커(16)는 홀스터(12)가 사용자의 목에 착용되어 유지 되도록 하고, 컨투어 전자 하우징(contoured electronic housing) 또는 박스(15)가 슬리브(14)에 고정이 되도록 한다. 그리고 컨투어 전자 하우징(contoured electronic housing) 또는 박스(15)에는 유선 또는 무선상 모터(25)와 박스(15)에 있는 전자장치와 상기 장치사이의 통신을 위해 전자장치가 포함되게 된다.
도 6A-6C는 이 모터의 고정자 또는 본체가 벡터(26)에 의해 묘사된 경첩축(hinge axis)에 대해 회전하면서, 상기 장치 사용자의 목 피부에 부드럽게 맞비벼질 때, 모터(25)의 세가지 연속적인 위치를 나타낸다. 각 모터 또는 작동기(25)는 연결부(27)가 작용하는 접촉지점과 어느 정도 같은 위치에 홀스터(12)에 접촉하는 것을 보여주는데, 모터(25)의 본체가 모터의 초기 작동이 시작되는 회전력의 결과로 회전이 되도록 하고 사용자의 목 피부(31)에 비벼지도록 한다.
도 7은 상기 장치(10)가 착용자로부터 목표(18)의 방향 및 거리를 통신하는데 어떻게 사용되는지를 보여준다. 목표(18)에 관하여 맨 위 사각형에서 맨 아래 사각형을 보면, 남동쪽에서부터 착용자에게 접근을 하여, 작동이 되는 작동기(11)의 숫자(검은 점으로 표시)가 증가를 한다. 멀리 떨어져 있을 때에는 오직 1개의 작동기(11)가 목표의 방향을 나타내면서 작동을 한다. 목표가 접근하면 목표(18)를 가리키는 평균적 방향과 함께 작동되는 작동기(11)의 범위가 커지게 된다. 목표(18)가 착용자에게 가장 가까워 졌을 때, 거의 목표 방향의 작동기의 절반이 작동을 한다. 작동되는 작동기의 숫자와 여기에서 묘사되는 거리의 관계는 예시적이며 변경이 가능하다.
타겟의 거리와 방향을 나타내는 신호( Semaphores for Representing Distance and Bearing of a Target )
도 7은 상기 장치가 착용자에 대한 목표의 방향과 거리를 나타내는데 사용될 수 있는 것을 보여준다. 목표가 접근하면, 목표(18)를 가리키는 평균적 방향과 함께 작동되는 작동기의 범위가 커지게 된다. 이러한 방법은 제한을 갖게 되는데, 예를 들어, 목표가 접근할 때, 작동되는 작동기의 숫자가 증가하면 물체를 가리키는 장치의 방향성 및 정확성이 감소하는 결과를 가져올 수 있다. 나아가, 복수개의 물체가 접근하면 이러한 방법으로 추적할 수 없게 된다. 왜냐하면 개개의 물체가 접근할 때, 물체에 따라 각각 작동하는 작동기 범위는 하나의 큰 범위가 생기면 최초의 개별 물체를 나타내지 못할 정도로 합쳐지기 때문이다. 후자의 제한은 이하에서 언급하도록 한다.
작동기를 켜고 끄는 방식에 의한 거리의 표시( Representing Distance by Turning Actuators On and Off )
하나 또는 여러 개가 연속적으로 작동하는 작동기를 가지고 물체의 위치를 표현하는 대신에, 물체의 방향을 나타내는 단일 작동기가 착용자로부터의 물체의 거리에 따라 일정한 또는 특정한 빈도로 켜지거나 꺼지도록 할 수 있다. 물체가 접근하면, 그 켜지고 꺼지는 빈도가 증가한다. 물체가 착용자에게 매우 근접하게 될 때는, 그 빈도는 최대가 된다. 물체가 멀어지면, 그 빈도는 감소한다.
(착용자로부터의) 물체의 거리를 작동기가 켜지고 꺼지는 빈도와 연결하여, 착용자로부터 다양한 거리에 위치하는 복수개의 물체도 추적이 가능하여, 단일의 작동기에 의해 방향이 표시되고 작동기의 켜지고 꺼지는 빈도에 의해 착용자로부터의 물체의 거리를 표현하게 된다.
작동기에 대한 전류 입력 변화에 의한 거리의 표시( Representing Distance by Varying the Electrical Current Input to Actuators )
물체가 접근하면, 물체의 방향을 나타내는 작동기에 공급되는 전류의 강도는 피부에 남겨지는 자극의 강도가 증가함에 의해 증가할 수 있다. 물체가 멀어지면, 전류는 약화된다. 각각의 작동기에 공급되는 전류를 조절하여, 착용자로부터 다양한 거리에 위치한 복수개의 물체를 추적할 수 있는데, 물체를 가리키는 단일의 작동기에 의해 각각 표시가 되고, 착용자로부터의 거리는 공급되는 전류에 기초한 강도를 조절하여 표시하게 된다.
수직축으로부터 벗어난 정도를 나타내는 신호( Semaphores indicating departure from the vertical Axis )
본 발명의 하나의 응용예는 조종사들이 수평선 상실을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 악천후에 의해 발생된 위험한 상황으로서, 시야 확보가 힘들 경우, 방향감각 상실 또는 사고가 일어날 수 있다. 수평선 상실은 아래 위와 관련된 모든 시각신호를 상실하였을 때 일어난다. 대부분 비행기는 자이로스코프(gryroscope)를 포함한 전자항법시스템을 갖추고 있다. 자이로스코프는 탑재된 항법시스템의 도움 하에 비행기의 평형상태 및 비행기의 현재 고도를 유지하고 가상 수평선으로 불리는 계기판을 통해 수평선을 표시한다. 그러나, 어떤 긴급상황시 과도한 작업 부하 상태에서 다수의 계기판을 살펴야하는 조종사에게는 수평선의 시각표시가 혼동이 될 수 있다. 비행기의 고도는 조종사의 목의 축과 나란한 벡터에 의해 표시될 수 있다. 비행기의 전자항법시스템은 도 8에 도시된 것처럼, 수직축(OZ)과 목의 축의 상대적 차이를 계산할 수 있다.
도 8은 수직축(OZ)와 관련하여 기울어져 있는 벡터(
Figure pct00001
)에 의해 표시된 목의 축을 나타낸다. 장치(10)상에 지점(P)에 표시된 작동기는 목의 방향이 수직축(OZ)과 관련하여 조정을 통해 기울어져야 하는 방향을 착용자에게 가르쳐 주기 위해 작동이 된다. 지점(P)는 벡터(
Figure pct00002
), 축(OZ) 및 원(∑)을 포함한 수직면의 단면으로 정의된다.
도 9는 시계문자판(28)상의 벡터(21)에 의해 도시된 목의 축이 벡터(22)에 의해 표시되는 수직 방향과 관련하여 기울어져 있는 것을 나타내며, 작동기(23)가 수직축과 관련하여 조정이 되도록 목이 기울어져야 하는 방향을 착용자에게 알려주기 위해 작동이 된다.
가속을 표시하기 위한 신호( Semaphores for representing acceleration )
경주 게임에서, 플레이어가 체험하는 가속도는 쉽게 시청각 신호로 전달하기가 쉽지 않다. 본 발명은 가속도의 방향 및 강도를 플레이어에게 게임에서 체험하는 것처럼 전달하는데 사용된다. 도 10A 내지 10C는 사용자가 경험하는 가속도의 강도가 증하고 방향이 변할 때, 작동되는 작동기(11)의 범위는 가속도의 강도의 기능처럼 증가를 하고, 가속 벡터(32, 33, 및 34)의 반대방향을 나타내는 평균방향의 작동기가 작동을 하게 된다.그리하여 플레이어는 게임콘솔(game console), 컴퓨터 또는 이동식 기기(mobile device)에 의해 조종이 되어 작동되는 작동기의 범위의 크기와 방향과 함께 작동기(11)에 의해 목의 피부에 다양한 압력을 제공받음으로써 자신의 목 주위에 놓인 요크(yoke)가 당겨지고 그를 다양한 방향으로 가속되는 것처럼 게임 속 가속을 체험한다.
장치의 구조( Construction of the Device )
1. 진동 작동기로서의 미세진동 모터. 소형 미세진동 모터가 상기 장치에서 작동기로서 사용될 수 있다. 미세진동 모터는 무음 알람 방식으로 이동전화기나 페이저(pagers)에 사용이 된다. 본 발명 따른 장치의 작동기로서 미세진동 모터는 목 주위에 국부의 진동을 가하게 된다.
2. 피부에 부드럽게 비벼지도록 하는 진동작동 모터. 전력이 갑자기 전기 모터에 공급되면 초기 회전력에 의해 모터의 본체(고정자)가 회전자의 회전 반대방향으로 회전하는 힘이 발생한다. 이러한 효과는 사용자의 피부에 대해 모터의 본체가 부드럽게 비벼지도록 하는 수단으로 사용된다. 각각의 모터는 도 5에 도시된 바와 같이, 측면을 따라 고정이 된다. 이것은 전력이 갑자기 모터에 공급될 때 경첩(hinge)처럼 작동하고 경첩같은 구조로써 그 자체로 회전하도록 한다. 모터의 진동작동은 전기를 덜 소모하게 되고, 장치의 어느 적용예에서는 사용자에게 더 편안할 수 있다.
3. 상기 장치에 부가된 위치결정장치. 발광다이오드(LED's)를 사용하는 광학신호등이 비디오 게임시스템과 관련하여 작동되는 비디오 카메라가 장치에 포함되도록 하고 비디오 게임 시스템에서 상기 장치를 착용하는 플레이어의 위치와 방향(비디오 스크린과 관련됨)을 전달하도록 하는 장치에 배치된다. 위치와 방향(비디오 스크린과 관련하여 플레이어가 마주하는 방향)을 알게 되면, 더욱 복잡하고 흥미로운 게임 디자인을 가능토록 한다.
가상상황에서 감각을 전달하는 수단으로서의 체계화된 촉각 패턴( 마퀴스 패턴)( Organized Tactile Patterns ( Marquis Patterns ) As A Means Of Communicating Certain Sensations In A Simulated Or Virtual Environment )
표 1은 착용자의 목 주위에 접촉하는 회전 지점에 따른 반복적 마퀴스 패턴의 예를 나타낸다. 이 패턴은 자극이 가해지는 지점이 목 주변에 나타나고 회전하고 있는 감각을 나타낸다. 검은색 원은 작동되는 작동기를 표시하고 투명원은 작동되지 않는 것을 표시한다. 번호는 작동기가 작동되는 일련의 순서를 나타낸다.
Figure pct00003
표 2는 착용자의 목의 좌우측 부분에 접촉하는 가압점(pressure point)의 전후 이동의 감각에 기인한 반복적인 마퀴스 패턴의 예를 나타낸다. 검은색 원은 작동되는 작동기를 표시하고 투명원은 작동되지 않는 것을 표시한다. 번호는 작동기가 작동되는 일련의 순서를 나타낸다.
Figure pct00004
표 3은 반복적이고 동시다발의 발사 또는 모든 작동기의 작동이 발생하여, 착용자의 목 주변의 수축에 기인한 반복적인 마퀴스 패턴의 예를 나타낸다.
Figure pct00005
플레이어에게 유발되는 그러한 패턴과 감각은 착용자에게 특정 게임 상태를 전달하기 위한 방법으로 사용될 수 있다. 이러한 상태는 “생명력 감소”, “가상부품에 의한 발사”, “추락” 또는 “사망” 일 수 있다.
표 4는 목 주위에 규칙적 간격으로 된 12개의 작동기에 사용되는 촉각에 의한 자극의 고정된 패턴에 기초하여 촉각을 이용한 알파벳의 예를 나타낸다.
Figure pct00006
본 발명의 응용( Applications of the Invention )
1. 상기 장치(10)(도 1 내지 5)는 사용하지 않는 헤드폰을 목 주위에 움직이지 않도록 하는 것과 유사한 방식으로 목 주위에 착용이 된다. 상기 장치(10)는 전자비디오게임의 플레이어들이 배열된 작동기(11)를 통해 그들의 목 주위로 촉각과 관련된 피드백(압력, 진동, 온도변화 또는 전기방전)을 수신하도록 한다. 이러한 장치(10)를 사용하면, 비디오 게임 플레이어들은 자신에게 집중할 수 있어서, 다가오는 물체의 방향, 가속도를 느낄 수 있고, 생명력 수준, 성공, 실패 및 사망과 같은 어떤 게임의 특정 상황을 감지 할 수 있다.
2. 상기 장치(10)는 특별히 마이크로소프트社의 엑스박스(Xbox)의 키넥트(KINECT) 시스템과 같은 조종기가 없는 비디오 게임 시스템과 함께 사용될 때 유용하다. 조종기 없는 게임 시스템은 사람이 게임패드, 조이스틱 등을 사용하지 않고 전자 비디오게임을 할 수 있도록 한다. 대신에 여러 카메라 및 이미지 처리 소프트웨어가 플레이어를 확인하고 플레이어의 신체 부위의 움직임을 인식하여 비디오게임에 입력하도록 하기 위해 사용된다. 상기 장치(10)는 비디오게임 플레이어가 예를 들어 조종기 진동을 통해 촉각에 의한 피드백을 전달하는 휴대용 조종기가 없는 경우, 플레이어의 목 주위에 촉각에 의한 피드백을 수신할 수 있도록 한다.
3. 착용자에게 특정한 정보 및 감각을 전달하기 위해 착용자의 목에 촉각에 의한 자극의 패턴 및 일련의 순서가 생기는 어떤 시퀀스(sequence) 하에서 컴퓨터 프로그램은 조종기를 조절하고, 작동기가 작동된다.
4. 상기 장치(10)의 물리학적 디자인은 작동기(11)가 서로 등간격을 유지하고, 목 피부에 알맞게 직접적 접촉을 유지하도록 하여 장치가 다양한 목 크기에 맞도록 하게 된다. 장치(10)는 일반적으로 C자형 디자인 구조를 가지게 되어 목(20) 주위의 방향과 적절히 맞게 된다(도 1). 목의 전면부가 접하는 끝부분은 개방이 되어 있어 착용자가 움직이거나 말할 때 전면부의 작동기가 착용자의 목젖에 압력을 가하지 않는다. 나아가, C자형 디자인은 착용자의 목이 장치에 의해 완전히 둘러싸도록 하지 않도록 하여 장치에 의해 숨이 막히는 느낌을 갖지 않도록 한다. 이러한 적용예에 따라, 장치(10)는 12시 방향에서 동시에 작동하는 2개의 전면부에 위치한 작동기(11)와 함께 13개의 작동기(11)를 갖춘 것을 보여준다. 이러한 디자인은 12개의 작동기(11)로 이루어진 완전히 폐쇄된 형태와 동일하다.
5. 인간 피부의 독특한 부분인 목(20)의 사용과 다양한 각도 또는 주변 방향(도 2)으로부터 촉각에 의한 자극 방식으로 이러한 독특성을 이용하여 착용자는 고도의 정확성과 함께 목 주위의 다양한 각도와 주변부에 가해지는 촉각에 의한 자극의 조합을 식별할 수 있다.
6. 장치를 착용한 착용자와 커뮤니케이션의 목적으로 목 주위에 일정하게 또는 동일 간격으로 배치된 12개의 작동기(11)의 촉각에 의한 자극의 패턴에 의한 알파벳(표4). 이러한 알파벳에서, 각각의 문자는 작동이 되는 작동기의 어떤 조합, 동시 또는 연속적으로 발생하는 조합으로 표시된다. 이 알파벳은 병리학적인 이유나 시청각 정보의 과부하와 같은 다른 이유에 의해 일반적인 시청각 채널을 통해 커뮤니케이션을 할 수 없는 착용자와 커뮤니케이션을 하는데 사용될 수 있다.
7. 마퀴스 패턴(marguis patterns)으로 언급되는 체계화된 촉각 패턴이 비디오 게임의 어떤 상태나 상황을 신호화하는 어떤 감각을 전달하기 위해 사용된다(표 1 및 표 2). 예를 들어, 전자 비디오게임에서, “높은 곳에서의 낙하”는 목 주위의 빠른 회전 압력지점의 감각에 의해 표현될 수 있다(표 1). 목의 양쪽에 2개의 압력지점의 빠른 전후 움직임에 의한 감각(표 2)은 “파워 증가”의 감각을 전달하는데 사용될 수 있다. 마지막으로, 모든 작동기의 반복적인 발사(표 3)는 “패배” 또는 “피격”의 느낌을 전달하는데 사용될 수 있다.
8. 상기 장치는 자폐증 또는 다른 정신적 질병 때문에 문자 또는 음성에 기초한 정보를 처리할 수 없는 사람들과 커뮤니케이션을 하는데 사용될 수 있다. 마퀴스 패턴에 기초한 촉각 신호(tactile semaphores)의 작은 세트 또는 단순화된 알파벳으로 이러한 사람들과 커뮤니케이션을 하고, 교육이나 상황을 체크하는데 사용될 수 있다.
9. 대체적 디자인으로, 상기 장치는 작동기를 여러 개 층으로 이루어 사용할 수 있는데(도 4), 이러한 장치는 착용자에게 더 많은 정보를 전달하는데 사용될 수 있는 추가적 차원(dimension)이 부여가 된다.
10. 장치를 조종하는 컴퓨터 프로그램은 생체 자기제어 또는 착용자에 대한 진정 메시지를 제공하는 마퀴스 패턴(표 1, 2, 3)의 일련의 순서를 생산하도록 프로그램될 수 있다
11. 상기 장치는 시청각적 과부하나 장애 때문에 보거나 들을 수 없는 사람들이 커뮤니케이션을 하는데 사용될 수 있다. 그러한 경우, 목표 쪽으로 착용자를 안내해주거나 시각 장애를 가진 착용자에게 전기차 또는 하이브리드 자동차와 같은 소음이 적은 자동차가 접근시 방향 및 거리를 경고해주는데 사용될 수 있다.
12. 스포츠나 레저 활동에 참여하는 시각장애자가 점차적으로 증가하고 있다. 이러한 활동을 안전하게 하기 위하여, 시각장애자는 소형 벨을 휴대한 가이드나 시각장애자가 자신의 위치를 파악하도록 계속하여 말해주는 가이드를 따라다녀야 한다. 구기종목 스포츠에서, 시각장애자가 그 위치를 알 수 있도록 볼은 계속적으로 소리를 낸다. 상기 장치는 가이드가 휴대한 라디오 송신기나 볼과 함께 사용될 수 있고, 목에 촉각 패턴을 사용하는 착용자(도 7)에게 가이드나 볼의 위치 및 거리를 전달하기 위해 착용자가 휴대한 지향성 라디오 수신기와 함께 사용될 수 있다.
13. 상기 장치는 수평선에 대한 시각상실 및 정신적 자극에 따른 아래 위의 방향성 상실에서 회복하도록 조종사, 운전자, 스카이다이버 등을 도와줄 수 있다. 수평선 상실은 심각한 문제로써 많은 항공 및 잠수 사고의 원인이 된다. 착용자의 목의 축이 수직방향일 때 어떠한 자극도 목에 가해지지 않는다. 착용자의 목의 축이 수직축으로부터 벗어나게 되면, 촉각에 의한 신호가 착용자에게 수직방향에 자신의 목이 다시 정렬이 될 수 있는 방향을 알려주게 된다(도 8 및 도 9).
14. 광학 LED 신호등(도시되지 않음)도 또한 본 발명에 의한 장치(10)에 사용될 수 있다. 비디오게임 시스템은 사용자나 비디오게임 플레이어에게 후방을 볼 수 있도록 비디오 스크린에 가까이 배치된 카메라가 포함될 수 있다. 카메라는 신호등과 커뮤니케이션을 하여 장치(10)의 위치를 결정하게 되고, 결국엔 카메라 및 비디오 스크린과 관련된 장치나 사용자의 방향 및 사용자의 위치를 결정하게 된다.
비디오 게임과 관련된 장치의 응용( Application of the Device Related to Video Gaming )
1. 개인 플레이어들의 개별 전용 커뮤니케이션. 다수의 플레이어가 물리적으로 게임 시스템, 스크린 및 스피커 세트 앞에 위치하여 플레이를 하는 멀티플레이어용 비디오 게임에서, 상기 장치는 개인 플레이어들 간의 개별 전용 커뮤니케이션을 하도록 비디오게임 시스템에 의해 사용될 수 있다.
2. 플레이어에 대한 보상. 상기 장치는 플레이어의 목 주위에 촉각에 의한 감각을 약화함으로써 개별 플레이어를 보상하는 수단으로 비디오 게임 시스템에 의해 사용될 수 있다. 이러한 촉각에 의한 감각은 여기에서 언급된 마퀴스 패턴의 일련의 순서로 만들어질 수 있다.
음악에 대한 반주로서 장치의 응용( Application of the Device as an Accompaniment to Music )
컴퓨터, 비디오 게임 시스템, 아이팟과 같은 개인 음악전송장치 또는 대중 음악전송 시스템은 상기 장치를 음악과 리드미컬하고 체계화된 촉각 패턴을 동시에 청취자에게 전달하는데 사용할 수 있다.
상기 장치의 응용의 일례로, 상기 장치를 체계화된 촉각 패턴(마퀴스 패턴)의 일련의 연속 형태로써 복잡한 박자(beat)를 전달하는 촉각에 의한 메트로놈(박절기, metronome)으로 사용하게 된다. 이러한 방식에서, 음악가는 자신의 악기를 연주하는 동안 복잡한 박자를 인식하기 위에 촉각에 의한 메트로놈으로서 상기 장치를 사용할 수 있다.
다른 응용예는 댄스클럽에서 또는 합창단에서 상기 장치를 착용한 무용수나 가수가 그들이 동시에 춤을 추거나 노래를 하는데 있어서 도움을 주는 음악에 따라 리드미컬하고 체계화된 촉각 패턴을 수신할 수 있다.
청각장애인이 음악을 감지하는 수단으로서의 장치의 응용( Application of the Device as a Means for the Deaf to Sense Music )
상기 장치를 사용하여, 음악은 촉각에 의한 자극으로 변환될 수 있고 청각장애인은 목 피부에서 이것을 인식할 수 있다. 음계의 각 음표는 특정 작동기나 작동기 그룹으로 대응될 수 있어서, 특정 음의 시간값과 동일한 시간 동안 작동기나 작동기 그룹이 켜져서 지속되도록 한다. 이러한 방식에서, 목에 촉각에 의한 패턴이 발생하면 음악 그 자체와 동시에 발생 될 수 있고, 음악을 듣는 개인은 동시에 완전한 음악적 체험으로서 음악을 듣고 느끼게 될 수 있다.
음악을 직감적인 촉각에 의한 체험으로 변환하는 경우, 인접한 음이 인접한 작동기와 대응될 수 있다. 예를 들어, 높은 음조의 음은 목의 전면부(12시 방향)에 대응되고 낮은 음조의 음은 목의 후면부(6시 방향)에 대응된다. 음악의 촉각 감각은 목의 좌우쪽에 위치한 대칭적인 작동기가 짝을 이루어 동시에 각각의 음에 대응되는 경우 더 바람직하다.
본 발명에 의한 장치가 목의 피부와 같은 사용자의 고해상도 감각기관과 관련한 사용으로 언급되고 있다 할지라도, 상기 장치는 또한 해상도가 낮은 감각을 갖는 다른 신체부위에도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 촉각 커뮤니케이션 장치의 많은 변형예가 가능하여, 상기 설명과 도면에 의해 한정되지 않고 본 발명의 단순한 변형 및 변경은 모두 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 해석된다.

Claims (20)

  1. 일정한 간격으로 된 다수의 작동기(actuator)가 고정되어 있고, 인간의 목 주변 피부를 이용한 촉각 커뮤니케이션을 위해 구성되고, 일반적으로 ‘C’자형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 인간의 목 주변 피부를 이용한 촉각 커뮤니케이션 장치
  2. 목을 통한 촉각 커뮤니케이션 장치에 있어서,
    a) 사용자의 목 주변과 간격을 갖도록 하는 다수의 작동기가 배치된 수단, 사용자의 목 주변의 피부와 접촉하도록 배치된 각각의 작동기; 및
    b) 사용자의 목 주변 피부에서 촉각 커뮤니케이션을 제공하는 각각의 상기 작동기를 작동시키는 수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 목을 통한 촉각 커뮤니케이션 장치
  3. 제2항에 있어서, 작동기를 작동시키는 상기 수단은 상기 작동기에 마퀴스 패턴(marquis patterns) 및 신호(semaphores)를 제공하도록 프로그램된 소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  4. 제3항에 있어서, 사용자의 목 주변에 상기 장치를 착용하고 있을 때 상기 마퀴스 패턴(marquis patterns)과 신호(semaphores)는 영문자, 숫자, 악보, 사물의 위치, 사물의 속도, 및 상기 장치의 수직 방향으로 구성된 묘사 군으로부터 선택된 묘사를 표시하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  5. 제2항에 있어서, 상기 작동기가 배치된 상기 수단은 길어지거나 신축성 있는 구조를 갖고 사용자의 목 주변에 일반적으로 C자 형태 구조로 형성된 홀스터 어셈블리(holster assembly)를 포함하고, 길어지거나 신축성 있는 구조의 외부에 연장이 가능한 지지용 스트립(support strip)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  6. 제2항에 있어서, 상기 다수의 작동기는 일반적으로 사용자의 목을 기준으로 각각 시계문자판(clock face)의 형태로 각각 다른 작동기와 등간격을 가지고, 상기 작동기들은 원통코일(solenoids), 소형진동기(micro-vibrators), 버저(buzzer), 모터(motors), 스피커(speakers), 전기방전기(electrical discharge) 및 핫/콜드 소스(hot/cold sources)로 구성된 작동기 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  7. 제2항에 있어서, 상기 작동기는 중심축에 대한 회전방향으로 중심을 벗어난 축을 따라 결합된 진동형 모터이거나, 온오프식(on/off) 수단이 각각 상기 작동기에 공급되고, 상기 온오프식(on/off) 수단은 시간주파수(timing and frequency) 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  8. 제2항에 있어서, 위치결정장치를 제공하기 위하여 상기 장치에 광학신호등(optical beacon)이 결합된 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  9. 제2항에 있어서, 각각의 상기 작동기는 가변적 전류에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  10. 제2항에 있어서, 음악 악보와 동기화하여 사용자의 피부에 촉각에 의한 자극 패턴을 제공하도록 상기 작동기와 통신을 하는 음악악보 조정수단(music note coordination means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  11. 목 주변 피부를 이용한 촉각 커뮤니케이션 장치에 있어서,
    a) 내부 표면 및 외부 표면에 길게 연장이 가능하고 신축성이 있는 구조를 가지는 홀스터 어셈블리(holster assembly);
    b) 상기 홀스터 어셈블리의 상기 길게 연장이 가능하고 신축성 있는 구조의 상기 내부 표면으로부터 연장이 되고 사용자의 목 주변의 피부와 접촉하여 일반적으로 각각 등간격으로 배치되고 구성되어 홀스터 어셈블리에 배결합된 다수의 작동기;
    c) 상기 연장이 가능하고 신축성 있는 구조의 외부에 배치된 연장 가능한 지지용 스트립(suppot strip); 및
    d) 상기 작동기와 통신을 하기 위해 전자장치를 포함하는 상기 연장가능한 스트립에 고정된 하우징(housing);
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  12. 제11항에 있어서, 상기 작동기는 일반적으로 상기 사용자의 목 주변에 원 형태로 배치되고, 13개의 작동기가 시계문자판(clock face)의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  13. 제11항에 있어서, 소프트웨어가 구비되어 상기 장치가 외부 신호를 작동기의 작동으로 변환하도록 하는 상기 소프트웨어에 의해 조종되고;
    상기 작동기는 접촉, 온도 변화, 진동 및 전기방전을 제공하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  14. 제13항에 있어서, 상기 소프트웨어는 상기 작동기를 통해 외부의 움직임을 마퀴스 패턴(marquis pattern) 및 신호(semaphore)로써 변환하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  15. 제11항에 있어서, 상기 작동기는 신장이 가능하고 일반적으로 원통형 구조를 가지고, 축의 방향으로 상기 신장이 가능하고 신축성이 있는 구조의 상기 내부 표면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  16. 제15항에 있어서, 상기 작동기는 펄스(pulse) 작동이 되는 미세진동 모터(micro-vibration motors)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  17. 제11항에 있어서, 위치결정장치를 제공토록 하기 위하여 상기 장치에 광학 신호등(optical beacon)이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  18. 제11항에 있어서, 온오프식(on/off) 수단이 각각의 상기 작동기에 구비되어, 상기 온오프식 수단이 시간주파수(timing and frequency) 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  19. 제11항에 있어서, 상기 작동기의 각각은 전류에 의해 작동되고, 가변적인 전류의 출력을 상기 작동기와 통신을 위해 제공하는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
  20. 제11항에 있어서, 음악 악보와 동기화하여 사용자의 피부에 촉각에 의한 자극 패턴을 제공하도록 상기 작동기와 통신을 하는 음악 악보 조정수단(music note coordination means)이 구비되는 것을 특징으로 하는 촉각 커뮤니케이션 장치
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