KR20200001831A - 가상현실용 공압 햅틱 모듈 및 이를 구비한 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상현실용 공압 햅틱 모듈 및 이를 구비한 시스템에 관한 것이다. 상기 공압 햅틱 모듈은 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀; 및 상기 복수의 햅틱 셀을 연결시키기 위한 연결수단;을 포함하며, 이 경우 상기 복수의 햅틱 셀 각각은 공기출입구를 구비하며 공기압에 의해 신축되는 블래더; 및 일측에 개방부가 구비된 박스형 구조이며 상기 블래더를 내부에 수용하는 프레임;을 포함하며, 상기 블래더는 공기압에 따라 상기 개방부를 통해 신축되는 것을 특징으로 한다. 상기 공압 햅틱 시스템은, 상기 햅틱 모듈; 상기 햅틱 모듈의 블래더에 공기를 공급하기 위한 공기공급부; 상기 블래더 내부의 공압을 조절하기 위한 공압조절부; 및 상기 공압조절부에 유선 또는 무선으로 연결되어, 충격패턴을 포함한 가상현실 체험정보와, 햅틱 시스템 자체의 상태정보를 송수신하는 모니터링부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀을 용도에 따라 신체 적용 부위에 맞춰 우수한 확장성 및 밀착성을 갖고 모듈화하는 것이 가능하고, 이러한 햅틱 모듈 및 이를 포함하는 햅틱 시스템은 가상물체와의 접촉 또는 충돌에 관한 신호에 따라 정밀하게 제어 될 수 있어 현실감 및 VR 체험 몰입도를 증가시키는 햅틱 피드백 구현이 가능하다.

Description

가상현실용 공압 햅틱 모듈 및 이를 구비한 시스템{PNEUMATIC HAPTIC MODULE FOR VIRTUAL REALITY AND SYSTEM PROVIDED WITH THE SAME}
본 발명은 가상현실에서 가상 물체와의 접촉 또는 충돌시 체험자에게 촉각, 힘 또는 운동감을 전달하기 위한 햅틱 모듈 및 이를 구비한 시스템에 관한 것이다.
종래 컴퓨터 기술의 발전과 더불어, 컴퓨터에 의해 생성된 가상현실을 이용한 체험시스템이 게임, 군사 또는 의료 등의 다양한 분야에 적용되고 있다. 이러한 가상현실 체험시스템에서는 가상현실에서 제공되는 체험요소들이 얼마나 실제 상황에 준하여 체험자에게 전달될 수 있는지가 중요하다.
한편 최근의 가상현실 체험시스템에서는 시각, 청각 등의 전통적인 체험요소들 외에, 가상 물체와의 접촉 또는 충돌시 그 충격이나 촉감 등을 실제 상황에 준하는 힘 또는 촉각 피드백으로 전달하려는 연구 및 시도가 활발하다. 이러한 힘 또는 촉각 피드백에 대한 전달수단으로서 미국공개특허 제2012-0190460호는 복수의 진동자가 부착된 진동 게이밍 조끼를 개시하고 있고, 미국공개특허 제2011-0183752호는 진동모터를 장착한 비디오 게임 바디 슈트에 대해 개시하고 있다.
그러나 상기 특허들에서 채택되는 단순 진동자 형태의 힘 또는 촉각 전달기구는 단순 진동만을 전달할 뿐이며 가상물체와의 충돌 또는 접촉에 관한 여러 인자에 기초해 정교하게 제어되기 어려워 실감있는 햅틱 피드백을 구현하는데 한계를 갖고 있다.
- 미국공개특허 제2012-0190460호 - 미국공개특허 제2011-0183752호
본 발명 목적은, 가상현실에서 가상물체와의 충돌 또는 접촉시 현실감 있는 피드백 구현이 가능한 햅틱 모듈, 이를 구비한 햅틱 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과 이루어진 것으로서, 본 발명자들은 가상물체와의 접촉 또는 충돌에 관한 여러 인자 또는 신호에 기초해 정교하게 제어될 수 있도록 힘 또는 촉각 전달기구(이하, '햅틱 전달기구')를 공압 방식으로 구현하는 한편 신체 적용 부위에 맞춰 확장성 및 밀착성이 우수하도록 상기 햅틱 전달기구를 갖는 셀 또는 유닛을 용도별로 복수로 조합하여 모듈화함으로써 현실감 있는 피드백 구현이 가능할 것을 지견하고, 관련된 셀 및 모듈에 관한 기구적 설계와 햅틱 전달기구의 제어에 관한 설계를 보다 구체화하여 본 발명에 도달하게 되었다. 상기한 지견과 본 발명의 해결과제의 인식에 기초한 본 발명의 요지는 청구범위 기재와 동일한 아래의 내용이다.
(1) 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀; 및 상기 복수의 햅틱 셀을 연결시키기 위한 연결수단;을 포함하는 가상현실용 공압 햅틱 모듈로서, 상기 복수의 햅틱 셀 각각은, 공기출입구를 구비하며 공기압에 의해 신축되는 블래더; 및 일측에 개방부가 구비된 박스형 구조이며 상기 블래더를 내부에 수용하는 프레임;을 포함하며, 상기 블래더는 공기압에 따라 상기 개방부를 통해 신축되는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
(2) 상기 복수의 햅틱 셀 각각은, 상기 프레임의 개방부 측에 설치되어 상기 블래더의 이탈을 방지하기 위한 밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
(3) 상기 프레임의 측부에는 상기 출입구에 연결되는 호스의 통로가 구비된 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
(4) 상기 연결수단은 테이프 또는 힌지인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나 이상의 햅틱 모듈; 및 상기 햅틱 모듈이 탑재하여 인체에 착용되는 착용부재;를 포함하는 가상현실용 공압 햅틱 슈트.
(6) 상기 착용부재는 조끼인 것을 특징으로 하는 상기 (5)의 가상현실용 공압 햅틱 슈트.
(7) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 햅틱 모듈; 상기 햅틱 모듈의 블래더에 공기를 공급하기 위한 공기공급부; 상기 블래더 내부의 공압을 조절하기 위한 공압조절부; 및 상기 공압조절부에 유선 또는 무선으로 연결되어, 충격패턴을 포함한 가상현실 체험정보와, 햅틱 시스템 자체의 상태정보를 송수신하는 모니터링부;를 포함하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(8) 상기 공기공급부는 콤프레서 및 에어탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (7)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(9) 상기 공압조절부는, 상기 블래더의 공기출입구에 연결되는 유입밸브 및 배기밸브; 상기 유입밸브 및 배기밸브의 ON/OFF 동작을 제어하는 FTS 컨트롤러; 및 상기 블래더의 압력을 측정하여 상기 FTS 컨트롤러에 전달하는 압력센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기(7)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(10) 상기 유입밸브와 상기 햅틱 모듈을 연통시키는 호스를 더 포함하고, 상기 호스에는 상기 배기밸브 또는 압력센서로 공기 유로를 분기시키기 위한 피팅부가 구비된 것을 특징으로 하는 상기 (9)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(11) 상기 배기밸브 후단에 결합하여 배기소음을 저감시키기 위한 소음기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (9)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(12) 상기 FTS 컨트롤러는 충격패턴의 옵셋시간(OFTD; Offset Time Duration), 주입시간(ITD; Inflow Time Duration), 유지시간(HTD; Hold Time Duration) 및 배기시간(OTD; Outflow Time Duration)의 신호값에 기초해 상기 유입밸브 및 배기밸브의 ON/OFF 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 상기 (9)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(13) 상기 FTS 컨트롤러에 의한 상기 유입밸브 및 배기밸브의 ON/OFF 동작을 제어는, 밸브 개방상태를 ON으로 하고 폐쇄상태를 OFF라고 할 때, (a) 상기 모니터링부로부터 충격패턴에 관한 명령을 수신하는 단계; (b) 충격패턴의 OFTD 신호를 검사하여, OFTD 신호 종료시(True) 유입밸브 ON/배기밸브 OFF 상태로 전환하는 단계; (c) 충격패턴의 ITD 신호를 검사하여, ITD 신호 종료시(True) 유입밸브 OFF/배기밸브 OFF 상태로 전환하는 단계; (d) 홀드 모드 여부를 확인하여, 홀드 모드 활성시(enable) 충격패턴의 HTD 신호를 검사하고, HTD 신호 종료시(True) 유입밸브 OFF/배기밸브 ON 상태로 전환하는 단계; 및 (e) 충격패턴의 OTD 신호를 검사하여, OTD 종료시(True) 유입밸브 OFF/배기밸브 OFF 상태로 전환하는 단계; 를 포함하고, 상기 (d) 단계에서 홀드 모드가 비활성시(disable) 유입밸브 OFF/배기밸브 ON 상태로 즉시 전환하는 것을 특징으로 하는 상기 (12)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(14) 상기 FTS 컨트롤러는 상기 모니터링부로부터 충격패턴과 관련된 명령이 전송되었는지 여부에 관한 True/False 플래그(Flag)를 사용하는 것을 특징으로 하는 상기 (9)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
(15) 상기 FTC 컨트롤러에 의한 유입밸브와 배기밸브의 ON/OFF 동작 제어의 유형은, 밸브 개방상태를 ON으로 하고 폐쇄상태를 OFF라고 할 때, (i) 유입밸브 ON/배기밸브 OFF 하는 경우, (ii) 유입밸브 OFF/배기밸브 ON 하는 경우, 또는 (iii) 유입밸브 OFF/배기밸브 OFF 하는 경우 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (9)의 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
본 발명에 따르면, 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀을 용도에 따라 신체 적용 부위에 맞춰 우수한 확장성 및 밀착성을 갖고 모듈화하는 것이 가능하고, 이러한 햅틱 모듈 및 이를 포함하는 햅틱 시스템은 가상물체와의 접촉 또는 충돌에 관한 신호에 따라 정밀하게 제어 될 수 있어 현실감 및 VR 체험 몰입도를 증가시키는 햅틱 피드백 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 셀의 개념도.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 종류별 햅틱 셀의 정면도.
도 3은 도 2의 종류별 햅틱 셀에 채택되는 프레임의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평면상 햅틱 모듈의 구성도.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 곡면상 따른 햅틱 모듈의 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조끼 형태의 햅틱 슈트의 정면도 및 배면도.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 시스템의 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 시스템의 블록다이어그램.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 시스템의 적용예에 관한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 FTS 컨트롤러의 동작 플로우차트.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 FTS 컨트롤러에 의한 밸브 제어 타이밍도(Timing Diagram).
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 모듈을 구성하는 햅틱 셀 각각에 대해 서로 다른 충격패턴이 할당된 예.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소가 '선택적으로' 제공, 구비 또는 포함된다고 할 때, 이는 본 발명의 해결과제를 위한 필수적으로 채택되는 구성요소는 아니나 그러한 해결과제와 견련성을 가지고 임의적으로 채택될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 공압 방식의 햅틱 전달기구의 최소 단위로서 햅틱 셀(100)(haptic cell)과, 이러한 햅틱 셀(100)을 적용 용도 또는 착용 부위에 적합하도록 복수로 결합한 햅틱 모듈(200)(haptice module), 그리고 햅틱 모듈(200)과 그 동작 및 제어수단을 포함하는 햅틱 시스템(10)에 대해 개시한다. 이하 순차적으로 설명한다.
햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c) 및 햅틱 모듈(200)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 셀(100)의 개념도, 도 2은 본 발명의 실시예에 따른 종류별 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)의 정면도, 도 3은 도 2의 종류별 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)에 채택되는 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 사시도를 각각 나타낸다.
상기 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)은 블래더(110, 110a, 110b, 110c)(bladder) 및 프레임(120, 120a, 120b, 120c)을 포함한다. 블래더(110, 110a, 110b, 110c)는 공기출입구(112)가 구비된 에어백 구조이며, 신축성 소재로 이루어져 외부 공기압에 따라 수축 및 팽창될 수 있다. 실시예에 따르면, 블래더(110, 110a, 110b, 110c)에는 입구와 출구가 별도로 형성되지 않고 하나의 공기출입구(112)을 공유할 수 있다. 상기 호스(700) 중간에 피팅부(710, 720)가 구비되며, 후술하는 바와 같이 공압을 조절을 위해 제공되는 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)와 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 사이에서의 공기의 이동경로는 상기 피팅부(710, 720)에 의해 분기될 수 있다. 공기출입구(112)에는 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 안팎으로 공기의 출입을 위한 호스(700)가 결합된다. 프레임(120, 120a, 120b, 120c)은 상방 일측에 개방부(122)가 구비된 박스형 구조이며, 그 내부에 블래더(110, 110a, 110b, 110c)를 수용한다. 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 공기압은 출입구를 통해 외부공기의 출입에 따라 변하며, 외부 공기 주입에 따라 공기압이 상승하면 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 개방부(122)를 통과하여 상방으로 팽창한다.
상기 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)은 프레임(120, 120a, 120b, 120c) 내부에 수용된 블래더(110, 110a, 110b, 110c)의 이탈을 방지하기 위한 밴드(130)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 밴드(130)는 블래더(110, 110a, 110b, 110c)의 신축에 연동할 수 있도록 신축성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 밴드(130)는 예컨대 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 측부에 구비된 슬릿(124)에 양단이 고정될 수 있으며, 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 개방부(122)를 덮는 형태로 설치될 수 있다. 이러한 밴드(130)는 도면에 도시된 바와 같이 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c) 단위로 설치될 수도 있지만, 복수의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)이 나란히 배치 결합된 햅틱 모듈(200)의 경우 두 개 이상의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)을 커버하는 형태로 설치될 수도 있다(도면 미도시).
상기 프레임(120, 120a, 120b, 120c)은 블래더(110, 110a, 110b, 110c)의 공기출입구(112)에 연결된 호스(700)가 통과하는 통로(126)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 프레임(120, 120a, 120b, 120c)은 통로(126)의 형성 위치에 따라 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 제공될 수 있다. 복수의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)이 결합되어 하나의 햅틱 모듈(200)을 이루는 경우에, 각각의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)에 할당되는 호스(700)는 경우에 따라 인접한 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 통로(126)을 이용하여 햅틱 모듈(200)의 외측으로 배출될 수 있기 때문에, 햅틱 모듈(200) 내 호스(700) 간 간섭이 최소화되고 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c) 간 배치 밀도를 극대화할 수 있어 유리하다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 햅틱 모듈(200)의 구성도를 나타낸다. 도 4는 도 2의 3종의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)이 3개씩 평면상으로 조합 배치되어 총 9개의 햅틱 셀이 결합되어 형성된 햅틱 모듈(200)을 나타내며, 도 5는 원형 또는 곡면으로 조합한 햅틱 모듈(200', 200")을 나타낸다.
상기 햅틱 모듈(200)은 복수의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)과, 이러한 복수의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)을 연결시키기 위한 연결수단(도면 미도시)을 포함한다. 햅틱 모듈(200)을 구성하기 위한 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)의 형태는 도 4 및 도 5에 예시된 것 외에 그 용도 또는 체험자의 신체 적용 부위에 따라 다향하게 구현될 수 있다. 즉 본 발명의 경우 햅틱 전달기구의 단위로서 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)을 그 용도에 따라 신체 적용 부위에 맞춰 우수한 확장성 및 밀착성을 갖도록 모듈화하는 것이 가능하다. 또한 이러한 햅틱 모듈(200)에서 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)의 크기는 사람의 인지 레벨에 맞춰 설계하여 빈틈없는 압력 전달이 가능하다(이점역치).
상기 연결수단은 복수의 셀이 상호 결합상태를 유지하면서 신체 곡면에 따라 굴곡될 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 도면에 도시되지 않았지만 상기 연결수단은 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 개방부(122) 측 적소에 부착되는 테이프이거나, 또는 프레임(120, 120a, 120b, 120c)의 측부를 상호 체결하는 힌지와 같은 체결구일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 상기 햅틱 모듈(200)을 이용한 햅틱 슈트(300)의 정면도 및 배면도를 나타낸다. 햅틱 슈트(300)는 햅틱 모듈(200)과, 햅틱 모듈(200)을 탑재하는 착용부재(310)로 구성된다. 실시예에서는 착용부재(310)가 조끼로 예시되어 있으나 이에 제한되지 않는다. 조끼(310)는 지퍼를 이용해 편리하게 입고 벗을 수 있고, 스트립을 조임에 따라 조끼에 탑재된 햅틱 모듈(200)도 신체에 견고하게 밀착하게 된다. 햅틱 모듈(200)을 구성하는 각각의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)에 연결되는 호스(700) 다발은 햅틱 모듈(200)의 일방향으로 가지런히 인출되어 어깨부위를 넘어 조끼 배면으로 배열된다. 한편 도면 도시에 불구하고, 햅틱 모듈(200)은 햅틱 슈트(300)의 가슴 부위 외에 따른 가상현실에 따른 햅틱 피드백이 요구되는 다른 신체 부위에 우수한 밀착성 및 확장성을 가지고 제공될 수 있다.
햅틱 시스템(10)
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 시스템(10)의 구성도 및 블록다이어그램을 나타내고, 도 9는 이러한 햅틱 시스템(10)에 대한 구체적인 적용예를 나타낸다.
본 발명에 따른 햅틱 시스템(10)은 기본적으로 햅틱 모듈(200), 공기공급부(400), 공압조절부(500) 및 모니터링부(600)을 포함하며, 가상현실제공부(800)와 함께 전체 가상현실 시스템을 구성하게 된다. 가상현실제공부(800)는 가상현실 컨트롤러(810)(VR controller)에 의해 제어되며, 가상현실 플레이 영역(830) 내에서 추적되는 체험자의 동작 내지 입력 정보에 기초해 체험자에게 가상체험을 실시간으로 피드백하게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이 가상현실 체험자는, 가상현실제공부(800)를 구성하는 HMD(820)(Head-Mounted Display)를 머리에 착용하고 햅틱 시스템(10)을 구성하는 햅틱 모듈(200) 또는 이를 탑재한 햅틱 슈트(300)를 입고 가상현실 시스템의 가상현실 플레이 영역(830)에 놓여질 수 있다.
가상체험 중 힘 또는 촉각과 관련된 햅틱 피드백은 본 발명에 따른 햅틱 시스템(10)을 통해 체험자에 전달되며, 이러한 가상현실제공부(800)의 출력 정보 중 해틱 피드백 구현에 필요한 데이터 또는 신호의 교환은 햅틱 시스템(10)의 일부를 구성하는 후술의 모니터링부(600)(Monitoring Device)를 통해 이루어지게 된다. 이 경우, 상기 가상현실 컨트롤러(810)(VR controller)의 종류는 특별히 제한되지 않으며 예컨대 게임, 군사, 의료 기타 시뮬레이션에 관계된 것일 수 있고, 상기 햅틱 시스템(10)은 동기화 스프트웨어를 매개로 하여 이러한 다양한 종류의 가상현실 컨트롤러(810)에 연동될 수 있다.
상기한 햅틱 시스템(10)의 기본적인 구성요소를 살펴보면, 햅틱 모듈(200)은 공압 방식의 햅틱 전달기구의 역할을 수행하며, 공기공급부(400)는 햅틱 모듈(200)에 대한 동력 전달수단으로, 공압조절부(500)는 햅틱 모듈(200)에 대한 공압 제어수단으로, 모니터링부(600)(Monitoring Device)는 공압조절부(500)의 동작 내용을 결정하는 수단으로 각각 기능한다.
이 경우, 상기 모니터링부(600)(Monitoring Device)는 가상현실 동기화 소프트웨어(630)(VR Simulation Software) 및 햅틱 시스템(10) 감시 소프트웨어(620)(FTS System Monitoring Software)를 탑재한 감시 컴퓨터(610)(Monitoring Computer)일 수 있다. 모니터링부(600)는 공압조절부(500)에 유선 또는 무선으로 연결되며, 충격패턴을 포함한 가상현실 체험정보와 함께, 햅틱 모들이나 공기공급부(400)에서의 압력 정보와 같은 햅틱 시스템(10) 자체의 상태정보를 교환하게 된다. 구체적으로 모니터링부(600)는 공압조절부(500)에 대해 주먹, 탄환 등 충격패턴의 종류와 함께, 해당 충격패턴이 적용될 왼쪽 또는 오른쪽 가슴과 같은 신체 충격 부위 등에 관한 정보를 전달한다. 공압조절부(500)는 모니터링부(600)에 대해 각각 햅틱 셀(100)의 블래더(110) 압력값, 에어탱크(420) 공급 압력값, 임베디드 제어기의 I/O 터미널 정상 동작 상태, 각 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)의 ON/OFF 상태 등을 전달한다.
이러한 햅틱 시스템(10)을 실제 적용하는 데 있어, 공기공급부(400)와 햅틱 모듈(200) 사이에는 공기의 이동 통로 역할을 하기 위한 호스(700)가 구비될 수 있다. 또한 공압조절부(500)를 구성하는 부품 요소로의 공기의 이동경로를 분기시키기 위한 후술하는 바와 같이 제1 피팅부(710) 및 제2 피팅부(720)와 같은 피팅부들이 구비될 수 있다. 이러한 호스(700)는 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)의 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 각각에 대응되어 구비되며, 호스(700)의 최종 일단은 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 각각의 공기출입구(112)에 연결된다.
상기 햅틱 모듈(200)은 앞서 설명한 바와 같이 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)이 연결수단에 의해 복수로 조합되어 구성되며, 도 10에 도시된 바와 같이 가상현실 체험자는 이러한 햅틱 모듈(200)을 탑재한 조끼 형태의 슈트를 착용하고 있는 것으로 예시되어 있다.
상기 공기공급부(400)는 각각의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)을 구성하는 블래더(110, 110a, 110b, 110c)에 외부 공기를 공급하는 역할을 한다. 공기공급부(400)는 콤프레서(410) 및 에어탱크(420)로 구성될 수 있다. 햅틱 시스템(10)의 동작 동안 콤프레서(410)에서 발생된 압축된 공기는 에어탱크(420)에 상시 저장되고, 이에 따라 압축된 공기 후술하는 바와 같이 가상현실의 충격패턴에 따라 공압조절부(500)의 유입밸브(510)가 개방됨으로써 호스(700)와 같은 개별 공기공급라인을 통해 각각의 블래더(110, 110a, 110b, 110c)를 팽창시킴으로써 슈트를 착용한 체험자에게 이에 대응하는 햅틱 피드백을 실시간으로 전달하게 된다.
상기 공압조절부(500)는 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 공압을 조절함으로써 블래더(110, 110a, 110b, 110c)의 신축에 의해 전달되는 햅틱 피드백의 내용을 제어하는 역할을 한다. 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 공압 증가는 공기공급부(400)로부터 전달되는 공기압을 허용하는 방식에 의하고, 반대로 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 공압 감소는 공기공급부(400)로부터 전달되는 공기압을 차단한 상태에서 내부 공기를 배기시키는 방식으로 수행된다.
이러한 공압조절 방식을 수행하기 위한 일환으로 상기 공압조절부(500)는, 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)로 이루어진 밸브 어셈블리와, 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)의 ON/OFF 동작을 제어하는 FTS(Force Transmission System) 컨트롤러와, 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 및 공기공급부(400)의 압력을 측정하여 상기 FTS 컨트롤러(530)에 전달하는 압력센서(540);를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 공압조절부(500)는 상기 배기밸브(520) 후단에 결합하여 배기소음을 저감시키기 위한 소음기(550; 도 7 참고)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
상기 밸브 어셈블리를 구성하는 유입밸브(510)는 공기공급부(400)와 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 사이의 호스(700)와 같은 개별 공기공급라인에 각각 제공되며, 호스(700) 중간에 구비된 제1 피팅부(710)에 의해 공기의 이동경로가 각각의 배기밸브(520) 쪽으로 분기된다.
상기 유입밸브(510)와 배기밸브(520)의 ON/OFF 동작은 후술하는 바와 같이 FTS 컨트롤러(530)에 의해 이루어지며, 밸브 개방상태를 ON으로 하고 폐쇄상태를 OFF라고 할 때, (i) 유입밸브(510) ON/배기밸브(520) OFF 상태에서, 공기공급부(400)의 압축공기가 유입(inflow)되어 블래더(110, 110a, 110b, 110c)는 팽창하고, (ii) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) ON 상태에서, 내부 압축공기가 배기(outflow)되면서 블래더(110, 110a, 110b, 110c)는 수축하고, 또한 (iii) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) OFF 상태에서, 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 공기압 변화는 없다.
상기 압력센서(540)는 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)을 구성하는 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 각각에 대응되어 제공되며, 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)의 동작 제어시 필요한 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 압력을 측정하여 FTS 컨트롤러(530)에 전달하는 역할을 한다. 이 경우, 유입밸브(510)와 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 사이의 호스(700) 중간에 제2 피팅부(720)에 의해 공기의 이동경로가 각각의 압력센서(540) 쪽으로 분기됨으로써, 압력센서(540)는 호스(700) 내부 즉 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 압력을 측정하게 된다. 이러한 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 압력 측정치는 가상현실 체험 정보로서 충격패턴에 관한 정보와 함께 모니터링부(600)로 전달되어 사용자가 햅틱 패턴 개발에 참고할 수 있도록 하고, FTS 컨트롤러(530)가 시스템의 보조적인 제어인자로 활용할 수 있다. 구체적으로 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 압력 측정치가 FTS 컨트롤러(530)에 전달되면, FTS 컨트롤러(530)는 가상현실의 충격패턴에 따라 결정되는 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 압력 목표치와 이러한 측정치를 비교하여 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)의 ON/OFF 동작 제어에 활용하게 된다. 또한 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 압력은 어떤 충격을 구현하기 위해 개발할 때, 해당 블래더(110, 110a, 110b, 110c)가 개발자가 원하는 압력을 작동 중에 보이는지 확인하여 프로그램을 수정하고 보수하기 위한 용도로 사용할 수 있다. 그리고 기존의 시간에 기반에 제어인자 대신에 압력센서(540)가 측정한 블래더(110, 110a, 110b, 110c)의 압력을 피드백 제어인자로 사용할 수 있다. 이 경우, 각 블래더(110, 110a, 110b, 110c)마다 목표 압력치를 설정하고 압력치에 도달할 때까지 공기를 유입하고 도달하면 배출한다. 한편 압력센서(540)는 공기공급부(400)를 구성하는 에어탱크(420) 내부 압력을 선택적으로 측정할 수 있으며, 측정된 에어탱크(420) 내부 압력 측정치는 공기공급부(400)의 콤프레서(410)의 동작 점검 과정에 활용될 수 있다. 예컨대, 햅틱 모듈을 통해 착용자가 인지할 정도의 햅틱 피드백을 전달하기 위해서는 에어탱크(420)의 공급압력이 허용치 이상으로 유지되어야 한다.
상기 FTS 컨트롤러(530)는 가상현실 체험정보와 햅틱 사스템 자체의 상태정보에 기초해 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)의 ON/OFF 동작을 제어함으로써 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 공압을 조절하게 된다. 이 경우, 전자의 가상현실 체험정보는 예컨대 모니터링부(600)를 통해 수집되는 가상물체와의 충돌에 따른 충격패턴일 수 있고, 후자의 햅틱 시스템(10) 자체의 상태정보는 예컨대 상기 압력센서(540)를 통해 수집되는 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 압력 측정치일 수 있다. FTS 컨트롤러(530)는 PLC와 릴에이 터미널을 이용하여 구성하거나 또는 MCU를 이용해 구성할 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하여, FTS 컨트롤러(530)가 충격패턴에 기초하여 밸브의 ON/OFF를 제어하는 방법 및 그에 따른 햅틱 피드백의 내용에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 FTS 컨트롤러(530)의 동작 플로우차트를 나타내고, 도 11 및 도 12는 이러한 FTS 컨트롤러(530)에 의한 밸브 제어 타이밍도(Timing Diagram)를 나타낸다.
먼저, 상기 FTS 컨트롤러(530)에 의한 유입밸브(510)와 배기밸브(520)의 ON/OFF 동작 제어는 충격패턴에 관한 레코드를 구성하는 옵셋시간(OFTD; Offset Time Duration), 주입시간(ITD; Inflow Time Duration), 유지시간(HTD; Hold Time Duration), 배기시간(OTD; Outflow Time Duration)의 신호값을 제어인자로 하여 이루어질 수 있고, 충격패턴의 종류에 따라 OFTD 및 HTD 신호값은 선택적이다. 충격패턴에 관한 레코드는 FTS 컨트롤러(530)에 개별적으로 전달될 수도 있지만, FTS 컨트롤러(530)에 라이브러리 형태로 미리 저장되는 것이 바람직하다. 이 경우, 모니터링부(600)를 통해 FTS 컨트롤러(530)에 전달되는 가상현실에서의 충돌 부위 및/또는 충돌 종류에 따라 해당 라이브러리 값이 참조될 수 있다.
한편, 상기 FTS 컨트롤러(530)에 의한 유입밸브(510)와 배기밸브(520)의 ON/OFF 동작의 유형은 (i) 유입밸브(510) ON/배기밸브(520) OFF 하는 경우, (ii) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) ON 하는 경우, 또는 (iii) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) OFF 하는 경우로 요약될 수 있다. (i)의 유형은 IPD 신호에 따라 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부로 공기를 유입시키는 경우(Inflow), (ii)의 유형은 OTD 신호에 따라 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 밖으로 공기를 배기시키는 경우(Outflow), (iii)의 유형은 OFTD 신호에 따라 대기상태에 있거나(Wait) 또는 HTD 신호에 따라 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부 공기압을 일정하게 유지시키는 경우(Hold)에 각각 해당된다.
도 10은 충격패턴의 레코드의 신호값에 따라 FTS 컨트롤러(530)이 수행하는 유입밸브(510) 및 배기밸브(520)의 동작 제어에 관한 알고리즘을 나타낸다. 도 10을 참조하여 FTS 컨트롤러(530)가 수행하는 제어 알고리즘을 단계별로 살펴보면, (a) 모니터링부(600)로부터 충격패턴에 관한 명령을 수신하는 단계(S10); (b) 충격패턴의 OFTD 신호를 검사하여(S20-1), OFTD 신호 종료시(True) 유입밸브(510) ON/배기밸브(520) OFF 상태에서 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부로 공기를 주입시키는 단계(Inflow)(S20-2); (c) 충격패턴의 ITD 신호를 검사하여(S30-1), ITD 신호 종료시(True) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) OFF 상태에서 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부로 공기 유입을 차단시키는 단계(S30-2); (d) 홀드 모드 여부를 확인하여(S40-1), 홀드 모드 활성시(enable) 충격패턴의 HTD 신호를 검사하고(S40-2), HTD 신호 종료시(True) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) ON 상태에서 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 밖으로 공기를 배기시키는 단계(S40-3); (e) 충격패턴의 OTD 신호를 검사하여(S50-1), OTD 신호 종료시(True) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) OFF 상태에서(S50-1) 대기 모드로 전환하는 단계(S50-3);를 포함한다. 이 경우, 상기 (d) 단계에서 홀드 모드가 비활성시(disable) 유입밸브(510) OFF/배기밸브(520) ON 상태에서 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 밖으로 공기를 배기시키는 과정(S40-3)이 바로 수행된다.
도 11 및 도 12는 도 10에 알고리즘에 따라 수행되는 전형적인 밸브 동작 내용을 예시한다. 도 11 및 도 12에서 용어의 의미에 대해 설명한다. 먼저, 전달될 햅틱 피드백과 관련되는 FTS 컨트롤러(530)의 밸브 제어는, "Wait", "Inflow"(공기주입), "Hold"(공기압유지) 및 "Outflow"(공기배기)의 4종으로 표시되어 있고, "Wait"에서는 충격패턴 명령이 전송되기를 기다리거나 OFTD 신호의 경과를 기다리고 밸브 제어는 이루어지지지 않는다. 이 경우, 상기 FTS 컨트롤러는 상기 모니터링부(600)로부터 충격패턴과 관련된 명령이 전송되었는지 여부에 관한 True/False 플래그(Flag)를 사용할 수 있으며, Flag 변수 사용시 새로운 충격패턴 명령이 도착하더라도 중복실행되지 않으며 해당 명령은 무시되거나 지연될 수 있다. "Flag of pattern command"가 true일 경우를 "FT system is busy"로 표시하였다. 한편 Flag 변수 미사용시, 새로운 충격패턴 명령이 진행중인 충격패턴 명령을 대신한다. 다음으로, "Input valve state" 및 "Output valve state"는 다이어그램에서 0과 1로 표시되어 있고 밸브의 close(off)/open(on)을 의미한다. 옵셋시간(OFTD; Offset Time Duration)은 브래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부로 공기유입시점(inflow timing)을 다르게 할 목적으로 존재하며 밸브 제어는 이루어지지 않는다. 주입시간(ITD; Inflow Time Duration)은 OFTD 경과 후 브래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부로 공기를 유입하는 시간을 의미한다. 유지시간(HTD; Hold Time Duration)은 ITD 경과 후 브래더(110, 110a, 110b, 110c) 내부의 공기를 그대로 유지하는 시간을 의미한다. 이러한 기능은 홀드 모드가 활성시에만 의미를 갖는다. 배기시간(OTD; Outflow Time Duration)은 HTD 경과 후 브래더(110, 110a, 110b, 110c) 밖으로 공기를 배기하는 시간을 의미한다. "Inflow timing"은 공개유입시점을, "Holdflow timing"은 공기압유지시점을, "Outflow timing"은 공기배기시점을 각각 나타낸다.
도 11의 밸브 제어 타이밍도에 따라 순간적인 충격을 가상으로 구현하는 경우, FTS 컨트롤러(530)는 전후 Wait 사이에서 Inflow와 Outflow만을 순차 수행하고, Hold는 존재하지 않는다. 이에 대해 도 12의 밸브 제어 타이밍도에 따라 순간적인 충격을 가상으로 구현하는 경우, FTS 컨트롤러(530)는 전후 Wait 사이에서 Inflow, Hold, Outflow를 순차 수행한다. 이러한 도 11 및 도 12에서 제어인자로서 OFTD, IPD, HTD 및 OTD를 조절하여 다양한 햅틱 피드백 구현이 가능하다. 구체적으로 Inflow와 Outflow 단계를 반복하여 진동 햅틱 피드백을 구현할 수 있고, 예컨대 10~20hz의 진동수로 밸브 on/off 동작을 반복하는 경우 기관총을 발사할 때 느껴지는 진동을 표현할 수 있다. 또한 도 12의 경우 홀드 모드가 설정된 경우로서, 이러한 Hold 상태에서 블래더(110, 110a, 110b, 110c)는 팽창 상태로 유지될 수 있기 때문에 시뮬레이션 또는 의료 목적 등에서 블래더(110, 110a, 110b, 110c)를 통해 지속적으로 이루어질 필요가 있는 압박은 프로그램적인 제어만으로 용이하게 구현될 수 있다.
한편, 이러한 OFTD, IPD, HTD 및 OTD를 조절은 햅틱 셀(100; 100a, 100b, 100c)의 블래더(110, 110a, 110b, 110c) 단위로 개별적으로 수행될 수 있기 때문에 다양한 햅틱 피드백 구현하기에 유리하다. 도 13은 햅틱 모듈(200)을 구성하는 햅틱 셀(100) 각각에 대해 다른 충격패턴을 설정한 예를 나타낸다. 도 13에서, 9개의 사각형은 개별적인 햅틱 셀(100)을 나타내며, 우측 상단에는 햅틱 셀(100) 각각에 대한 공기유입시점(Inflow timing)을 다르게 하기 위한 OFTD를 표시되어 있고, 햅틱 셀(100) 각각에 인가되는 공기압은 달리 표시되어 있다. 도 13의 (a)는 충돌물체가 주먹인 경우의 충격패턴을, 도 13의 (b)는 볼인 경우의 충격패턴을 나타낸다. 이러한 충격 패턴은 슈팅 게임 또는 스포츠 게임과 같은 가상현실 중에 빈번하게 발생될 수 있는 대표적인 예로서 실험적으로 측정되어 데이터베이스화될 수 있다. 이러한 충격패턴에 따라 공기유입시점(Inflow timing)을 다르게 하여 블래더를 팽창시킬 경우, 예컨대 도 13의 (a)에 따른 충격패턴은 실제 주먹이 부딕칠 때 미소 면적 단위에서 바라보면 먼저 부딪치는 부위가 있으며 피부와 맞닿게 되는 시간적 순도도 다른 형태의 햅틱 피드백을 구현할 수 있다. 그 밖에 개별 브래더의 IPD나 OTD 등이 조절된 충격패턴의 경우 종래 느껴보지 못한 새로운 느낌을 주는 물결, 회전 등의 햅틱 피드백 구현도 가능하며, 전술한 바와 같이 햅틱 셀(100; 100a, 100b, 100c)의 사이즈 조절에 의해 미소 면적 단위에서 햅틱 피드백 조절도 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀(100, 100a, 100b, 100c)을 용도에 따라 신체 적용 부위에 맞춰 우수한 확장성 및 밀착성을 갖고 햅틱 모듈(200)로 모듈화하는 것이 가능하고, 이러한 햅틱 모듈(200) 및 이를 포함하는 햅틱 시스템(10)은 가상물체와의 접촉 또는 충돌에 관한 신호에 따라 정밀하게 제어 될 수 있어 현실감 및 VR 체험 몰입도를 증가시키는 햅틱 피드백 구현이 가능하다.
이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이나 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 개시된 실시예에 대해 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
10: 햅틱 시스템
100, 100a, 100b, 100c: 햅틱 셀
110, 110a, 110b, 110c: 블래더
112: 공기출입구
120, 120a, 120b, 120c: 프레임
122: 개방부
124: 슬릿
126: 통로
130: 밴드
200, 200', 200" : 햅틱 모듈
300: 햅틱 슈트
310: 착용부재
400: 공기공급부
410: 콤프레서
420: 에어탱크
500: 공압조절부
510: 유입밸브
520: 배기밸브
530: FTS 컨트롤러

Claims (15)

  1. 공압 방식으로 동작하는 복수의 햅틱 셀; 및 상기 복수의 햅틱 셀을 연결시키기 위한 연결수단;을 포함하는 가상현실용 공압 햅틱 모듈로서,
    상기 복수의 햅틱 셀 각각은, 공기출입구를 구비하며 공기압에 의해 신축되는 블래더; 및 일측에 개방부가 구비된 박스형 구조이며 상기 블래더를 내부에 수용하는 프레임;을 포함하며, 상기 블래더는 공기압에 따라 상기 개방부를 통해 신축되는 것을 특징으로 하는,
    가상현실용 공압 햅틱 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 햅틱 셀 각각은, 상기 프레임의 개방부 측에 설치되어 상기 블래더의 이탈을 방지하기 위한 밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프레임의 측부에는 상기 출입구에 연결되는 호스의 통로가 구비된 것을 특징으로 하는 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연결수단은 테이프 또는 힌지인 것을 특징으로 하는 가상현실용 공압 햅틱 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 햅틱 모듈; 및 상기 햅틱 모듈이 탑재하여 인체에 착용되는 착용부재;를 포함하는 가상현실용 공압 햅틱 슈트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 착용부재는 조끼인 것을 특징으로 하는 가상현실용 공압 햅틱 슈트.
  7. 상기 제1항 또는 제4항 중 어느 하나에 따른 햅틱 모듈; 상기 햅틱 모듈의 블래더에 공기를 공급하기 위한 공기공급부; 상기 블래더 내부의 공압을 조절하기 위한 공압조절부; 및 상기 공압조절부에 유선 또는 무선으로 연결되어, 충격패턴을 포함한 가상현실 체험정보와, 햅틱 시스템 자체의 상태정보를 송수신하는 모니터링부;를 포함하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 공기공급부는 콤프레서 및 에어탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 공압조절부는, 상기 블래더의 공기출입구에 연결되는 유입밸브 및 배기밸브; 상기 유입밸브 및 배기밸브의 ON/OFF 동작을 제어하는 FTS 컨트롤러; 및 상기 블래더의 압력을 측정하여 상기 FTS 컨트롤러에 전달하는 압력센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유입밸브와 상기 햅틱 모듈을 연통시키는 호스를 더 포함하고, 상기 호스에는 상기 배기밸브 또는 압력센서로 공기 유로를 분기시키기 위한 피팅부가 구비된 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 배기밸브 후단에 결합하여 배기소음을 저감시키기 위한 소음기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 FTS 컨트롤러는 충격패턴의 옵셋시간(OFTD; Offset Time Duration), 주입시간(ITD; Inflow Time Duration), 유지시간(HTD; Hold Time Duration) 및 배기시간(OTD; Outflow Time Duration)의 신호값에 기초해 상기 유입밸브 및 배기밸브의 ON/OFF 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 FTS 컨트롤러에 의한 상기 유입밸브 및 배기밸브의 ON/OFF 동작을 제어는, 밸브 개방상태를 ON으로 하고 폐쇄상태를 OFF라고 할 때,
    (a) 상기 모니터링부로부터 충격패턴에 관한 명령을 수신하는 단계;
    (b) 충격패턴의 OFTD 신호를 검사하여, OFTD 신호 종료시(True) 유입밸브 ON/배기밸브 OFF 상태로 전환하는 단계;
    (c) 충격패턴의 ITD 신호를 검사하여, ITD 신호 종료시(True) 유입밸브 OFF/배기밸브 OFF 상태로 전환하는 단계;
    (d) 홀드 모드 여부를 확인하여, 홀드 모드 활성시(enable) 충격패턴의 HTD 신호를 검사하고, HTD 신호 종료시(True) 유입밸브 OFF/배기밸브 ON 상태로 전환하는 단계; 및
    (e) 충격패턴의 OTD 신호를 검사하여, OTD 종료시(True) 유입밸브 OFF/배기밸브 OFF 상태로 전환하는 단계; 를 포함하고,
    상기 (d) 단계에서 홀드 모드가 비활성시(disable) 유입밸브 OFF/배기밸브 ON 상태로 즉시 전환하는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 FTS 컨트롤러는 상기 모니터링부로부터 충격패턴과 관련된 명령이 전송되었는지 여부에 관한 True/False 플래그(Flag)를 사용하는 것을 특징으로 하는, 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 FTC 컨트롤러에 의한 유입밸브와 배기밸브의 ON/OFF 동작 제어의 유형은, 밸브 개방상태를 ON으로 하고 폐쇄상태를 OFF라고 할 때, (i) 유입밸브 ON/배기밸브 OFF 하는 경우, (ii) 유입밸브 OFF/배기밸브 ON 하는 경우, 또는 (iii) 유입밸브 OFF/배기밸브 OFF 하는 경우 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가상현실용 공압 햅틱 시스템.
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