WO2023234657A1 - 촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템 - Google Patents

촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템 Download PDF

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WO2023234657A1
WO2023234657A1 PCT/KR2023/007315 KR2023007315W WO2023234657A1 WO 2023234657 A1 WO2023234657 A1 WO 2023234657A1 KR 2023007315 W KR2023007315 W KR 2023007315W WO 2023234657 A1 WO2023234657 A1 WO 2023234657A1
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tactile
medium
media
providing
air
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PCT/KR2023/007315
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English (en)
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Inventor
김형
황성환
Original Assignee
서울대학교산학협력단
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging

Definitions

  • the present invention relates to a tactile media providing device, method, and system, and to a tactile media providing device, method, and system applicable to magnetic resonance imaging equipment.
  • the purpose of the present invention is to provide a tactile media providing device, method, and system that is applicable to magnetic resonance imaging equipment and can provide a variety of tactile media.
  • a tactile medium providing device includes a tactile medium unit provided with a plurality of tactile media capable of stimulating the subject's sense of touch; a media driving unit that moves the plurality of tactile media to provide a specific tactile media among the plurality of tactile media; and a drive control unit that drives the media drive unit to provide the specific tactile medium to the subject.
  • the media driver may move the plurality of tactile media using an air actuator.
  • the media driving unit may further include a rail, and the plurality of tactile media may each be formed as a cubic block and fixed to the rail, and the air actuator may convert compressed air energy into mechanical energy and move the tactile media in a straight line on the rail.
  • the tactile media can be moved by causing movement or rotation.
  • the medium drive unit may further include an air compressor that compresses air and an air valve that controls air flow from the air compressor to the air actuator, and the drive control unit moves the teeth of the piston of the air actuator back and forth. The sequence in which air valves open sequentially can be controlled.
  • the tactile medium providing device may further include a media providing unit including a media providing case having a finger entrance hole to provide the subject with a specific tactile medium moved by the medium driving unit.
  • the medium providing unit may further include a medium contact detection sensor for detecting when a finger touches a specific tactile medium moved by the medium driving unit.
  • the medium contact detection sensor may include a laser transmitting element and a laser receiving element.
  • a tactile media providing system includes a tactile media providing device having the above-described configuration; and a position adjustment table on which the tactile medium providing device is placed and whose height and angle can be adjusted.
  • the tactile media providing system includes a visual presentation device that presents visual patterns on a screen; And it may further include a magnetic resonance imaging device that captures an image of the brain using a magnetic field generated by magnetism, wherein the tactile medium providing device provides information on a specific tactile medium according to a visual pattern presented by the visual display device. When contact is detected, the time of contact with the specific tactile medium can be recorded in a brain scan image using the magnetic resonance imaging equipment.
  • a method of providing a tactile medium includes providing a plurality of tactile media capable of stimulating a subject's sense of touch; moving the plurality of tactile media to provide a specific tactile medium among the plurality of tactile media; and providing the specific tactile medium to the subject.
  • the moving step may move the plurality of tactile media using an air actuator.
  • the method of providing a tactile medium may further include detecting whether a subject's finger is in contact with the specific tactile medium.
  • the tactile medium providing method may further include recording the time of contact with the specific tactile medium in a brain scan image using magnetic resonance imaging equipment, when contact with the specific tactile medium is detected in the detecting step. You can.
  • the present invention can easily and selectively present tactile media capable of feeling various tactile sensations one by one.
  • the present invention can also detect a finger in contact with a tactile medium using an optical sensor.
  • the present invention also ensures reasonable price and ease of maintenance by enabling air actuators, etc., to be manufactured with a 3D printer.
  • the present invention also provides basic neurophysiological research on touch in normal people and tactile nerve disease research in patients, for example, research on brain activity and cognitive behavior related to touch and pain in the general public and patients through functional magnetic resonance imaging. It can be made possible.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a tactile medium providing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram specifically illustrating a tactile medium providing device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3A is a perspective view exemplarily showing the air actuator and rail of the medium drive unit shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a front view exemplarily showing the combination of the tactile medium unit and rail shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the media providing unit shown in FIG. 2 by way of example.
  • FIG. 5 is a diagram specifically illustrating a tactile media providing system according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the position adjustment table shown in FIG. 5 by way of example.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for providing tactile media according to another embodiment of the present disclosure.
  • each step may occur in a different order from the specified order. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.
  • Embodiments of the present disclosure are illustrated for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure.
  • the scope of rights according to the present disclosure is not limited to the embodiments provided below or the specific description of these embodiments.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a tactile medium providing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the tactile medium providing device 100 includes a tactile medium unit 110, a media driver 120, and a drive control unit 130.
  • the tactile medium unit 110 includes a plurality of tactile media capable of stimulating the subject's sense of touch.
  • the plurality of tactile media may be natural media such as hair, stone, and leather, or may be artificial media made artificially using a 3D printer or the like. Additionally, the plurality of tactile media may be artificial media in Braille to provide tactile stimulation.
  • the media driver 120 physically moves a plurality of tactile media to provide one specific tactile medium.
  • the media driver 120 can physically move a plurality of tactile media using an air actuator.
  • the drive control unit 130 controls and drives the media drive unit 120 to provide one tactile medium to the subject.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail a tactile medium providing device according to another embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3A is a perspective view exemplarily showing the air actuator and rail of the media driving unit shown in FIG. 2
  • FIG. 3B is a front view exemplarily showing the combination of the tactile medium unit and the rail shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a perspective view exemplarily showing the medium providing unit shown in FIG. 2.
  • the tactile medium providing device 100 includes a tactile medium unit 110, a media driving unit 120, a media providing unit 240, and a driving control unit 130.
  • the tactile medium unit 110 includes a plurality of tactile media capable of stimulating the subject's sense of touch.
  • a plurality of tactile media may each be formed as a cubic block to provide various types of tactile media.
  • the cubic blocks can be made of non-magnetic materials such as polyoxymethylene for compatibility with magnetic resonance imaging equipment.
  • Braille may be arranged differently in each of the plurality of tactile media. Braille is widely used by visually impaired or partially sighted people to read letters by touch, and in this disclosure, 3 x 2 Braille cells were used to identify selective brain regions for touch.
  • the plurality of tactile media may be natural media, such as hair, stone, and leather, or may be artificial media made artificially by a 3D printer, etc. This allows us to see how the brain is activated through the sense of touch that subjects felt in nature.
  • the media driver 120 physically moves a plurality of tactile media to provide one tactile medium.
  • the medium drive unit 120 may include an air compressor 222, an air valve 224, an air actuator 226, and a rail 228.
  • FIG. 3A A perspective view exemplarily showing the air actuator 226 and rail 228 of the media drive shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3A.
  • the air compressor 222 compresses and produces air, stores it at high pneumatic pressure, and supplies compressed air as needed. Compressed air generated by the air compressor 222 is supplied to the air actuator 226 through the air valve 224.
  • the air actuator 226 converts the pressure energy of compressed air into mechanical energy and causes linear motion in the rail 228. This rail 228 can be accurately moved to a specific position according to the operation of the air actuator 226.
  • These air actuators 226 and rails 228 can be manufactured using a 3D printer. Although the rail 228 is shown as an example in Figure 2, a plurality of tactile media can also be provided through rotational movement of an actuator using a rotating plate.
  • the plurality of tactile medium blocks 312 of the tactile medium unit 110 may be inserted into a notch in the upper part of the rail 228 and fixed with plastic screws through the lower part. As a result, one of the plurality of tactile media can be moved together with the rail 228 and provided to the subject.
  • a front view exemplarily showing the combination of the tactile medium unit 110 and the rail 228 shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3B.
  • the medium providing unit 240 may examine finger movements while providing a specific tactile medium to the subject.
  • This medium providing unit 240 may include a medium providing case 442, a rail tunnel 444, a finger entrance hole 446, and a medium contact detection sensor 448. Tactile media blocks 312 on rail 228 pass through rail tunnel 444 and selected tactile media among them may be provided inside finger entry hole 446. Thereby, a specific tactile medium can be provided to the subject.
  • the medium contact detection sensor 448 may include a laser transmitting element and a laser receiving element to detect the exact point in time when the tactile medium is touched.
  • the media contact detection sensor 448 attached to the media providing case 442 can detect the exact time when a finger touches the tactile media block.
  • the laser receiving element of the medium contact detection sensor 448 disposed on both sides of the finger entrance hole 446 receives a 5V signal because the laser beam is blocked when a finger enters the finger entrance hole 446 and touches the tactile medium block 312. It is sent to the drive control unit 130, and when the finger comes out of the finger entrance hole 446, a 0V signal is sent to the drive control unit 130. As a result, the driving control unit 130 can measure the point and time at which the subject contacts the tactile medium block 312. In FIG.
  • a laser transmitting element and a laser receiving element are shown as the medium contact detection sensor 448 as an example, but the medium contact detection sensor includes not only a laser element but also optical elements using other light, and also generates capacitance through contact. It may also include a contact sensor whose values change.
  • the driving control unit 130 controls and drives the media driving unit 120 to provide a tactile medium to the subject through the media providing unit 240.
  • the actuation control 130 provides information about which tactile medium has been provided to the air valve 224 to control the air actuator 226 once the tactile medium has been selected to be provided, such as through an input interface (not shown). Can be sent.
  • the drive control unit 130 may calculate the number of times the air valve 224 is sequentially opened to move the teeth of the piston (not shown) of the air actuator 226 back and forth.
  • the air valve 224 which sequentially opens and closes according to the calculation of the drive control unit 130, can control the air flow from the air compressor 222 to the air actuator 226.
  • the flow controlled by air valve 224 can move the teeth of the two pistons of air actuator 226.
  • the sequential motion of the piston of the air actuator 226 can be converted into a back-and-forth motion of the rail 228. Because the tactile media blocks 312 are attached to the rail 228 , the tactile media blocks 312 can move with the rail 228 in the front-to-back direction.
  • the drive control unit 130 may also be provided with a specific tactile media block 312 to store the exact time when the subject moves the finger as each event information in the computer.
  • FIG. 5 is a diagram specifically illustrating a tactile medium providing system according to another embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the position adjustment table shown in FIG. 5 by way of example.
  • the tactile medium providing system 10 includes a tactile medium providing device 100, a position adjustment table 600, a visual display device 700, and magnetic resonance imaging equipment 800.
  • the tactile media providing device 100 may include a tactile media unit 110, a media driving unit 120, a media providing unit 240, and a driving control unit 130. Description of the tactile media providing device 100 shown in FIG. 5 that is the same as that of the tactile media providing device 200 shown in FIG. 2 will be omitted.
  • the tactile medium providing device 100 is placed on the position adjustment table 600, and its height and position are adjusted. That is, the position adjustment table 600 can adjust its height and angle so that subjects can move their fingers comfortably and naturally.
  • the subject must minimize movement in order to examine brain activity while lying on the scanner table in the magnetic resonance imaging equipment 800. Due to limitations in movement, it is difficult for subjects to find a comfortable height and angle for the upper limb, which may vary depending on the individual's body type. Therefore, the position of the tactile medium providing device 100 must be adjusted to be in the most comfortable position for touching the tactile medium.
  • FIG. 6 A perspective view exemplarily showing the position adjustment table shown in FIG. 5 is shown in FIG. 6 .
  • the tactile medium providing device 100 may be mounted at the center of the position adjustment table 600.
  • the position adjustment table 600 may include a height adjustment unit 612 for adjusting the height and an angle adjustment unit 614 for adjusting the angle. Using this positioning table 600, the subject can naturally touch the tactile medium with his or her fingers.
  • the positioning table 600 may be placed on the subject and fixed to the patient table (not shown) with plastic bolts.
  • the visual presentation device 700 presents a visual pattern on the screen.
  • the visual presentation device 700 may use a projector and a screen to provide visual stimulation regarding when to contact the tactile medium during actual measurement.
  • the magnetic resonance imaging equipment 800 captures images of the brain using a magnetic field generated by magnetism.
  • the subject contacts a specific tactile media block 312 of the tactile media providing device 100 while lying on the scanner table of the magnetic resonance imaging equipment 800.
  • the medium contact detection sensor 448 of the medium providing unit 240 detects that a finger is in contact with the tactile medium of a specific tactile medium block 312
  • the magnetic resonance imaging equipment 800 detects a specific tactile image in the subject's brain scan image.
  • the contact time of the tactile media block 312 is recorded. This makes it possible to analyze changes in brain activity caused by contact with the tactile media block 312. In other words, by recording accurate time information about at what point the tactile medium was touched while scanning the brain to obtain a brain image, it is possible to analyze the brain image at the time of contact with the tactile medium.
  • Brain images from the magnetic resonance imaging equipment 800 can be acquired using only the tactile media providing device 100, but can be acquired using the tactile media providing device 100 together with the visual providing device 700. there is.
  • the tactile medium providing device 100 provides a specific tactile medium among various tactile media to the subject, and selectively selects images from images scanned by the magnetic resonance imaging equipment 800 as the finger contacts the specific tactile medium. You can check the brain areas that are activated.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for providing tactile media according to another embodiment of the present disclosure.
  • the tactile medium unit 110 is provided with a plurality of tactile media capable of stimulating the subject's sense of touch (S710).
  • a plurality of tactile media may each be formed as a cubic block to provide various types of tactile media.
  • the cubic blocks may be made of polyoxymethylene for compatibility with magnetic resonance imaging equipment 800.
  • the media driver 120 moves a plurality of tactile media so that a specific tactile medium is provided among the plurality of tactile media (S720).
  • the medium drive unit 120 may include an air compressor 222, an air valve 224, an air actuator 226, and a rail 228.
  • the drive control unit 130 operates the air valve 224 to move the teeth of the piston (not shown) of the air actuator 226 back and forth. ) can calculate the sequential opening sequence. Sequence information related to the selected tactile medium may then be transmitted to the air valve 224 to control the air actuator 226. The flow controlled by air valve 224 can move the teeth of the two pistons of air actuator 226. The sequential motion of the piston of the air actuator 226 can be converted into a back-and-forth motion of the rail 228. Because the tactile media blocks 312 are attached to the rail 228 , the tactile media blocks 312 can move in the front-to-rear direction of the rail 228 .
  • the medium providing unit 240 provides the subject with a specific tactile medium moved by the medium driving unit 120 (S730).
  • This medium providing unit 240 may include a medium providing case 442, a rail tunnel 444, and a finger inlet hole 446 to provide a specific tactile medium to the subject.
  • the medium providing unit 240 detects whether a finger is in contact with a specific tactile medium while providing a specific tactile medium to the subject (S740).
  • the medium contact detection sensor 448 attached to the medium providing case 442 can detect the exact point in time when a finger touches the tactile medium block.
  • a specific tactile medium block 312 is displayed on the subject's brain scan image. Record the contact time (S750). This makes it possible to analyze changes in brain activity caused by contact with the tactile media block 312. Brain images using the magnetic resonance imaging equipment 800 can be captured using only the tactile media providing device 100, but they can also be captured using the tactile media providing device 100 together with the visual providing device 700.
  • the tactile medium providing device 100 provides a specific tactile medium among various tactile media to the subject, and selectively selects images from images scanned by the magnetic resonance imaging equipment 800 as the finger contacts the specific tactile medium. You can check the brain areas that are activated.
  • the present inventors verified the usefulness of the tactile medium providing device 100 according to an embodiment of the present disclosure. Verification was done through brain activity analysis by touch, brain activity analysis by vision, and brain activity analysis by vision and touch.
  • subjects were instructed using visual stimulation to insert their fingers into the finger entrance hole 446 of the medium providing unit 240 in order to contact each braille pattern without any other visual stimulation.
  • subjects were instructed to touch a flat surface with their fingers while looking at each fractal image displayed in the center of the screen.
  • brain activity analysis using visual and tactile senses when subjects change from a blue pattern to a red pattern, they insert their fingers into the finger entrance hole 446 of the medium providing unit 240 to contact the Braille medium, and when the red pattern changes back to a blue pattern, The finger was removed from the finger entrance hole 446 of the medium providing unit 240.
  • the subjects explicitly recognized tactile and/or visual stimuli, and in fact, the subjects successfully recognized individual tactile media and showed that the level of tactile perception was similar to the level of visual perception, and magnetic resonance imaging equipment When touching a tactile stimulus or seeing a visual stimulus using (800), the tactile processing area and visual processing area of the brain were selectively activated, respectively.

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Abstract

본 발명은 촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치는 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비하는 촉각 매체부; 복수의 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체가 제공되도록 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 매체 구동부; 및 피험자에게 특정의 촉각 매체가 제공되도록 매체 구동부를 구동시키는 구동 제어부를 포함한다.

Description

촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템
본 발명은 촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템에 관한 것으로, 자기공명영상장비에 적용 가능한 촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.
기능적 자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging: fMRI) 기법을 이용하여 촉각에 따른 뇌의 지각 및 인지 특성을 규명하기 위한 연구가 수행되고 있다. 자기공명영상장비가 구비된 환경에서 인간의 촉각 연구를 수행하기 위해서는 촉각을 제공하는 장치가 자기공명영상장비의 영향을 받지 않고 안정적으로 동작하여야 하며, 동시에 자기공명영상장비에 영향을 끼치지 않아야 한다.
촉각과 관련된 기능적 자기공명영상에 대한 연구는 주로 진동으로 촉각을 자극하여 뇌의 활성화 크기, 영역 및 패턴 등을 분석하는 것인데, 자기공명영상장비가 구비된 환경에서 진동으로 촉각 자극을 가하기 위하여 주로 압전소자가 이용되고 있다.
한편, 시각장애인의 뇌활성을 측정하기 위해 촉각 매체로 특정 점자를 기능적 자기공명영상에 제공하는 장치가 있지만, 종래의 점자 제공 장치는 자극 매체로 특정 점자만을 제공하고 있기 때문에 다양한 촉각 매체에 따른 뇌활성 연구에 대한 범용성이 매우 낮고, 또한 압전 액추에이터를 사용하여 높은 가격과 내구성에 대한 문제뿐만 아니라 손가락이 움직여 점자를 만지는 정확한 시점을 측정할 수 없었다.
본 발명은 자기공명영상장비에 적용 가능할 뿐만 아니라 다양한 촉각 매체를 제공할 수 있는 촉각 매체 제공 장치, 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 일 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치는 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비하는 촉각 매체부; 상기 복수의 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체가 제공되도록 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 매체 구동부; 및 피험자에게 상기 특정의 촉각 매체가 제공되도록 상기 매체 구동부를 구동시키는 구동 제어부를 포함한다.
상기 매체 구동부는 공기 액추에이터를 이용하여 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시킬 수 있다.
상기 매체 구동부는 레일을 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 촉각 매체들은 각각 입방체 블록으로 형성되어 상기 레일에 고정될 수 있고, 상기 공기 액추에이터는 압축 공기 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 상기 레일에 직선 운동 또는 회전운동을 일으켜서 상기 촉각 매체들을 이동시킬 수 있다.
상기 매체 구동부는 공기를 압축하는 공기 압축기 및 상기 공기 압축기에서 상기 공기 액추에이터까지 공기 흐름을 제어하는 공기 밸브를 더 포함할 수 있고, 상기 구동 제어부는 상기 공기 액추에이터의 피스톤의 톱니를 전후로 움직이기 위해 상기 공기 밸브가 순차적으로 열리는 시퀀스를 제어할 수 있다.
상기 촉각 매체 제공 장치는 상기 매체 구동부에 의해 이동된 특정의 촉각 매체를 피험자에게 제공하기 위해 손가락 입구 구멍을 갖는 매체 제공 케이스를 포함하는 매체 제공부를 더 포함할 수 있다.
상기 매체 제공부는 상기 매체 구동부에 의해 이동된 특정의 촉각 매체에 손가락이 접촉하는 시점을 감지하기 위한 매체 접촉 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 매체 접촉 감지 센서는 레이저 송신 소자 및 레이저 수신 소자를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 하나의 실시예에 따른 촉각 매체 제공 시스템은 상술한 구성에 의한 촉각 매체 제공 장치; 및 상기 촉각 매체 제공 장치가 놓이고, 높이와 각도를 조절할 수 있는 위치 조정 테이블을 포함할 수 있다.
상기 촉각 매체 제공 시스템은 화면에 시각적 패턴들을 제시하는 시각 제시 장치; 및 자력에 의하여 발생하는 자기장을 이용하여 뇌의 영상을 촬영하는 자기공명영상장비를 더 포함할 수 있고, 상기 시각 제시 장치에 의해 제시된 시각적 패턴에 따라 상기 촉각 매체 제공 장치에서 특정의 촉각 매체에의 접촉이 감지되면 상기 자기공명영상장비를 통한 뇌 스캔 영상에 상기 특정의 촉각 매체에 접촉한 시점을 기록할 수 있다.
본 개시의 또 하나의 다른 실시예에 따른 촉각 매체 제공 방법은, 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비하는 단계; 상기 복수의 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체가 제공되도록 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 단계; 및 피험자에게 상기 특정의 촉각 매체를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 이동시키는 단계는 공기 액추에이터를 이용하여 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시킬 수 있다.
상기 촉각 매체 제공 방법은 피험자의 손가락이 상기 특정의 촉각 매체에 접촉하였는지를 검지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 촉각 매체 제공 방법은 상기 검지하는 단계에서 상기 특정의 촉각 매체에 접촉하였음이 검지되면, 자기공명영상장비를 통한 뇌 스캔 영상에 상기 특정의 촉각 매체에 접촉한 시점을 기록하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성에 의해, 본 발명은 다양한 촉각을 느낄 수 있는 촉각 매체를 하나씩 선택적으로 손쉽게 제시할 수 있다.
본 발명은 또한, 촉각 매체에 접촉하는 손가락을 광 센서를 이용하여 검지할 수 있다.
본 발명은 또한, 공기 액추에이터 등을 3D 프린터로 제작 가능하게 함으로써 합리적인 가격과 정비의 용이성을 확보할 수 있다.
본 발명은 또한, 정상인을 대상으로 촉각에 대한 기초 신경생리학 연구와 환자를 대상으로 한 촉각 신경질환 연구, 예를 들어 기능적 자기공명영상를 통한 일반인과 환자의 촉각 및 통증 관련 뇌활성 및 인지행동 연구를 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 또 하나의 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치를 구체적으로 도시하는 도면이다.
도 3a는 도 2에 도시된 매체 구동부의 공기 액추에이터와 레일을 예시적으로 도시하는 사시도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 촉각 매체부와 레일의 결합을 예시적으로 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 매체 제공부를 예시적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 개시의 또 하나의 다른 실시예에 따른 촉각 매체 제공 시스템을 구체적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 위치 조정 테이블을 예시적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 촉각 매체 제공 방법의 흐름도를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제공되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다.
또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 촉각 매체 제공 장치(100)는 촉각 매체부(110), 매체 구동부(120) 및 구동 제어부(130)를 포함한다.
촉각 매체부(110)는 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비한다. 복수의 촉각 매체들은 예를 들어, 털, 돌 및 가죽과 같은 자연 매체들일 수 있고, 이러한 매체들을 3D 프린터 등에 의해 인공적으로 만든 인공 매체들일 수 있다. 또한, 복수의 촉각 매체들은 촉각 자극을 제공하기 위한 점자들의 인공 매체들일 수 있다.
매체 구동부(120)는 복수의 촉각 매체들을 물리적으로 이동시켜 특정된 하나의 촉각 매체를 제공하게 한다. 매체 구동부(120)는 이를 위해 공기 액추에이터를 이용하여 복수의 촉각 매체들을 물리적으로 이동시킬 수 있다.
구동 제어부(130)는 피험자에게 하나의 촉각 매체를 제공하도록 매체 구동부(120)를 제어하여 구동시킨다.
도 2는 본 개시의 또 하나의 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치를 구체적으로 도시하는 도면이고, 도 3a는 도 2에 도시된 매체 구동부의 공기 액추에이터와 레일을 예시적으로 도시하는 사시도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 촉각 매체부와 레일의 결합을 예시적으로 도시하는 정면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 매체 제공부를 예시적으로 도시하는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 촉각 매체 제공 장치(100)는 촉각 매체부(110), 매체 구동부(120), 매체 제공부(240) 및 구동 제어부(130)를 포함한다.
촉각 매체부(110)는 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비한다. 복수의 촉각 매체들은 다양한 유형의 촉각 매체를 제공하기 위해 각각 입방체 블록으로 형성될 수 있다. 입방체 블록들은 자기공명영상장비와의 호환성을 위해 폴리옥시메틸렌과 같은 비자성 재질들로 만들어 질 수 있다.
복수의 촉각 매체들에는 각각 점자가 서로 다르게 배치될 수 있다. 점자는 시각 장애인이나 부분 시력이 있는 사람들이 촉각으로 글자를 읽을 때 널리 사용되는데, 본 개시에서는 촉각에 대한 선택적 뇌 영역을 식별하기 위해 3 x 2 점자셀들을 사용하였다. 하지만, 복수의 촉각 매체들은 예를 들어, 털, 돌 및 가죽과 같은 자연 매체들일 수 있고, 이러한 매체들을 3D 프린터 등에 의해 인공적으로 만든 인공 매체들일 수 있다. 이에 의해, 피험자들이 자연에서 느꼈던 촉감을 통해 어떻게 뇌가 활성화되는지를 확인할 수 있다.
매체 구동부(120)는 복수의 촉각 매체들을 물리적으로 이동시켜 하나의 촉각 매체를 제공하게 한다. 이를 위해, 매체 구동부(120)는 공기 압축기(222), 공기 밸브(224), 공기 액추에이터(226) 및 레일(228)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 매체 구동부의 공기 액추에이터(226)와 레일(228)을 예시적으로 도시하는 사시도가 도 3a에 도시되어 있다.
공기 압축기(222)는 공기를 압축 생산하여 높은 공압으로 저장하였다가 필요에 따라 압축 공기를 공급해준다. 공기 압축기(222)에서 생성된 압축 공기는 공기 밸브(224)를 통해 공기 액추에이터(226)에 공급된다. 공기 액추에이터(226)는 압축 공기의 압력 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 레일(228)에 직선 운동을 일으킨다. 이 레일(228)은 공기 액추에이터(226)의 동작에 따라 특정 위치로 정확하게 이동될 수 있다. 이러한 공기 액추에이터(226) 및 레일(228) 등은 3D 프린터에 의해 제작될 수 있다. 도 2에서는 실시예로서 레일(228)이 도시되어 있지만, 회전판을 사용한 액추에이터의 회전 운동으로도 복수의 촉각 매체들을 제공할 수 있다.
한편, 촉각 매체부(110)의 복수의 촉각 매체 블록들(312)은 이 레일(228)의 상부의 노치에 삽입되고 하부를 통해 플라스틱 나사로 고정될 수 있다. 이에 의해, 복수의 촉각 매체들 중 하나의 촉각 매체가 레일(228)과 함께 이동되어 피험자에게 제공될 수 있다. 도 2에 도시된 촉각 매체부(110)와 레일(228)의 결합을 예시적으로 도시하는 정면도가 도 3b에 도시되어 있다.
매체 제공부(240)는 피험자에게 특정의 촉각 매체를 제공하면서 손가락 움직임을 검사할 수 있다. 이 매체 제공부(240)는 매체 제공 케이스(442), 레일 터널(444), 손가락 입구 구멍(446) 및 매체 접촉 감지 센서(448)를 포함할 수 있다. 레일(228) 위의 촉각 매체 블록들(312)은 레일 터널(444)을 통과하고 이들 중 선택된 촉각 매체가 손가락 입구 구멍(446)의 내부에 제공될 수 있다. 이에 의해, 피험자에게 특정의 촉각 매체를 제공할 수 있다.
매체 접촉 감지 센서(448)는 촉각 매체를 만진 정확한 시점을 감지하기 위해, 레이저 송신 소자 및 레이저 수신 소자를 포함할 수 있다. 매체 제공 케이스(442)에 부착된 매체 접촉 감지 센서(448)는 촉각 매체 블록에 손가락이 접촉하는 정확한 시간을 감지할 수 있다. 손가락 입구 구멍(446)의 양쪽에 배치된 매체 접촉 감지 센서(448)의 레이저 수신 소자는 손가락이 손가락 입구 구멍(446)에 들어와 촉각 매체 블록(312)에 접촉하면 레이저 빔이 차단되므로 5V 신호를 구동 제어부(130)로 보내고, 손가락이 손가락 입구 구멍(446)에서 나오면 0V 신호를 구동 제어부(130)로 보낸다. 이에 의해, 구동 제어부(130)는 피험자가 촉각 매체 블록(312)에 접촉하는 시점과 시간을 측정할 수 있다. 도 4에서는 예시로서 매체 접촉 감지 센서(448)로 레이저 송신 소자 및 레이저 수신 소자가 도시되어 있지만, 매체 접촉 감지 센서는 레이저 소자뿐만 아니라 다른 광을 이용한 광소자들도 포함하고, 아울러 접촉에 의해 용량값들이 변하는 접촉 센서도 포함할 수 있다.
구동 제어부(130)는 피험자에게 매체 제공부(240)를 통해 하나의 촉각 매체를 제공하도록 매체 구동부(120)를 제어하여 구동시킨다. 구동 제어부(130)는 입력 인터페이스(미도시됨) 등을 통해 어떤 촉각 매체가 제공되도록 선택되면, 공기 액추에이터(226)를 제어하기 위해 공기 밸브(224)에 어떤 촉각 매체가 제공되었는지에 대한 정보를 송신할 수 있다. 구동 제어부(130)는 공기 액추에이터(226)의 피스톤(미도시됨)의 톱니를 전후로 움직이기 위해 공기 밸브(224)가 순차적으로 열리는 횟수를 계산할 수 있다. 구동 제어부(130)의 계산에 따라 순차적으로 열리고 닫히는 공기 밸브(224)는 공기 압축기(222)에서 공기 액추에이터(226)까지의 공기 흐름을 제어할 수 있다. 공기 밸브(224)에 의해 제어되는 흐름은 공기 액추에이터(226)의 두 피스톤의 톱니를 움직일 수 있다. 공기 액추에이터(226)의 피스톤의 순차 운동은 레일(228)의 전후 운동으로 변환될 수 있다. 촉각 매체 블록들(312)이 레일(228)에 부착되어 있으므로, 촉각 매체 블록들(312)이 레일(228)과 함께 전후 방향으로 이동할 수 있다.
구동 제어부(130)는 또한, 특정의 촉각 매체 블록(312)이 제공되어 피험자가 손가락을 움직일 때의 정확한 시간을 컴퓨터에 각 이벤트 정보로서 저장할 수 있다.
도 5는 본 개시의 또 하나의 다른 실시예에 따른 촉각 매체 제공 시스템을 구체적으로 도시하는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 위치 조정 테이블을 예시적으로 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 촉각 매체 제공 시스템(10)은 촉각 매체 제공 장치(100), 위치 조정 테이블(600), 시각 제시 장치(700) 및 자기공명영상장비(800)을 포함한다.
촉각 매체 제공 장치(100)는 촉각 매체부(110), 매체 구동부(120), 매체 제공부(240) 및 구동 제어부(130)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 촉각 매체 제공 장치(100)에서 도 2에 도시된 촉각 매체 제공 장치(200)와 동일한 내용은 설명을 생략한다.
위치 조정 테이블(600)는 촉각 매체 제공 장치(100)가 놓이고, 그 높이와 위치가 조정된다. 즉, 위치 조정 테이블(600)는 피험자들이 편안하고 자연스럽게 손가락을 움직일 수 있도록 그 높이와 각도를 조절할 수 있다.
피험자는 자기공명영상장비(800)에서 스캐너 테이블에 누워 있는 동안 뇌 활동을 검사하기 위해 움직임을 최소화해야 한다. 움직임의 제한으로 인해 피험자는 개인의 체형에 따라 다를 수 있는 상지(upper limb)의 편안한 높이와 각도를 찾는 것이 어렵다. 따라서 촉각 매체 제공 장치(100)의 위치는 촉각 매체를 터치하기에 가장 편안한 위치에 놓이도록 조정되어야 한다.
도 5에 도시된 위치 조정 테이블을 예시적으로 도시하는 사시도가 도 6에 도시되어 있다. 촉각 매체 제공 장치(100)는 위치 조정 테이블(600)의 중앙에 장착될 수 있다. 위치 조정 테이블(600)은 높이를 조정하기 위한 높이 조정부(612)와 각도를 조정하기 위한 각도 조정부(614)를 포함할 수 있다. 이 위치 조정 테이블(600)을 사용하여 피험자는 손가락으로 촉각 매체를 자연스럽게 접촉할 수 있게 된다.
한편, 위치 조정 테이블(600)은 피험자 위에 놓이고 플라스틱 볼트로 환자 테이블(미도시됨)에 고정될 수 있다.
시각 제시 장치(700)는 화면에 시각적 패턴을 제시한다. 시각 제시 장치(700)는 실제 측정시 촉각 매체를 언제 접촉할 것인지에 대한 시각 자극을 제공하기 위해, 프로젝터와 스크린을 사용할 수 있다.
자기공명영상장비(800)는 자력에 의하여 발생하는 자기장을 이용하여 뇌의 영상을 촬영한다.
피험자는 자기공명영상장비(800)의 스캐너 테이블에 누워 있는 동안 촉각 매체 제공 장치(100)의 특정의 촉각 매체 블록(312)에 접촉한다. 매체 제공부(240)의 매체 접촉 감지 센서(448)가 손가락이 특정의 촉각 매체 블록(312)의 촉각 매체에 접촉한 것을 감지하면 자기공명영상장비(800)는 피험자의 뇌 스캔 영상에 특정의 촉각 매체 블록(312)의 접촉 시간을 기록한다. 이에 의해 촉각 매체 블록(312)의 접촉에 의한 뇌 활성변화 분석을 가능하게 할 수 있다. 즉, 뇌를 스캔하여 뇌 영상을 획득하는 동안 어느 시점에서 촉각 매체에 접촉했는지에 대한 정확한 시간 정보를 기록함으로써 촉각 매체에 접촉한 시점의 뇌 영상을 분석할 수 있게 된다.
자기공명영상장비(800)에서의 뇌 영상의 획득은 촉각 매체 제공 장치(100)만 이용하여 획득할 수 있지만, 시각 제공 장치(700)와 함께 촉각 매체 제공 장치(100)를 이용하여 획득할 수 있다.
이와 같이, 촉각 매체 제공 장치(100)는 피험자에게 다양한 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체를 제공하고, 손가락이 특정의 촉각 매체에 접촉함에 따라 자기공명영상장비(800)에서 스캐닝된 영상들로부터 선택적으로 활성화되는 뇌 영역을 확인할 수 있다.
도 7은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 촉각 매체 제공 방법의 흐름도를 도시하는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 촉각 매체부(110)는 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비한다(S710). 복수의 촉각 매체들은 다양한 유형의 촉각 매체를 제공하기 위해 각각 입방체 블록으로 형성될 수 있다. 입방체 블록들은 자기공명영상장비(800)와의 호환성을 위해 폴리옥시메틸렌으로 만들어 질 수 있다.
매체 구동부(120)는 복수의 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체가 제공되도록 복수의 촉각 매체들을 이동한다(S720). 이를 위해, 매체 구동부(120)는 공기 압축기(222), 공기 밸브(224), 공기 액추에이터(226) 및 레일(228)를 포함할 수 있다.
먼저, 입력 인터페이스(미도시됨) 등을 통해 어떤 촉각 매체가 제공되도록 선택되면, 구동 제어부(130)는 공기 액추에이터(226)의 피스톤(미도시됨)의 톱니를 전후로 움직이기 위해 공기 밸브(224)가 순차적으로 열리는 시퀀스를 계산할 수 있다. 그리고 공기 액추에이터(226)를 제어하기 위해 공기 밸브(224)에 선택된 촉각 매체와 관련된 시퀀스 정보를 송신할 수 있다. 공기 밸브(224)에 의해 제어되는 흐름은 공기 액추에이터(226)의 두 피스톤의 톱니를 움직일 수 있다. 공기 액추에이터(226)의 피스톤의 순차 운동은 레일(228)의 전후 운동으로 변환될 수 있다. 촉각 매체 블록들(312)이 레일(228)에 부착되어 있으므로, 촉각 매체 블록들(312)이 레일(228)의 전후 방향으로 이동할 수 있다.
매체 제공부(240)는 피험자에게 매체 구동부(120)에 의해 이동된 특정의 촉각 매체를 제공한다(S730). 이 매체 제공부(240)는 피험자에게 특정의 촉각 매체를 제공하기 위해, 매체 제공 케이스(442), 레일 터널(444) 및 손가락 입구 구멍(446)을 포함할 수 있다.
매체 제공부(240)는 피험자에게 특정의 촉각 매체를 제공하는 동안 손가락이 특정의 촉각 매체에 접촉하였는지를 검지한다(S740). 매체 제공 케이스(442)에 부착된 매체 접촉 감지 센서(448)는 촉각 매체 블록에 손가락이 접촉하는 정확한 시점을 감지할 수 있다.
매체 제공부(240)의 매체 접촉 감지 센서(448)가 손가락이 특정의 촉각 매체 블록(312)의 촉각 매체에 접촉한 것을 감지하면, 피험자의 뇌 스캔 영상에 특정의 촉각 매체 블록(312)의 접촉 시간을 기록한다(S750). 이에 의해 촉각 매체 블록(312)의 접촉에 의한 뇌 활성변화 분석을 가능하게 할 수 있다. 자기공명영상장비(800)에서의 뇌 영상의 촬영은 촉각 매체 제공 장치(100)만 이용하여 촬영할 수 있지만, 시각 제공 장치(700)와 함께 촉각 매체 제공 장치(100)를 이용하여 촬영할 수 있다.
이와 같이, 촉각 매체 제공 장치(100)는 피험자에게 다양한 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체를 제공하고, 손가락이 특정의 촉각 매체에 접촉함에 따라 자기공명영상장비(800)에서 스캐닝된 영상들로부터 선택적으로 활성화되는 뇌 영역을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명자들은 본 개시의 실시예에 따른 촉각 매체 제공 장치(100)의 유용성을 검증하였다. 검증은 촉각에 의한 뇌 활성 분석, 시각에 의한 뇌활성 분석 및 시각과 촉각에 의한 뇌활성 분석으로 이루어졌다.
촉각에 의한 뇌활성 분석에서는 피험자들이 다른 시각적 자극 없이 각 점자 패턴에 접촉하기 위해 매체 제공부(240)의 손가락 입구 구멍(446)에 손가락을 삽입하도록 시각 자극을 이용하여 지시하였다. 시각에 의한 뇌활성 분석에서는 화면 중앙에 표시된 각 프랙탈 이미지를 보면서 손가락으로 평평한 표면에 접촉하도록 지시하였다. 시각과 촉각에 의한 뇌활성 분석에서는 피험자들이 청색 패턴에서 적색 패턴으로 바뀌면 점자 매체에 접촉하기 매체 제공부(240)의 손가락 입구 구멍(446)에 손가락을 삽입하고, 적색 패턴이 다시 청색 패턴으로 바뀌면 매체 제공부(240)의 손가락 입구 구멍(446)으로부터 손가락을 제거하도록 하였다.
이러한 검증에 의하면, 피험자들은 촉각 및/또는 시각적 자극을 명시적으로 인식하였으며, 실제로 피험자들은 개별 촉각 매체를 성공적으로 인식하였고 촉각 인식 수준이 시각 인식 수준과 유사함을 나타냈었고, 자기공명영상장비(800)를 이용하여 촉각 자극을 만지거나 시각 자극을 보았을 때, 뇌의 촉각처리영역과 시각처리영역이 각각 선택적으로 활성되었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비하는 촉각 매체부;
    상기 복수의 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체가 제공되도록 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 매체 구동부; 및
    피험자에게 상기 특정의 촉각 매체가 제공되도록 상기 매체 구동부를 구동시키는 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매체 구동부는 공기 액추에이터를 이용하여 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매체 구동부는 레일을 더 포함하고,
    상기 복수의 촉각 매체들은 각각 입방체 블록으로 형성되어 상기 레일에 고정되고, 그리고
    상기 공기 액추에이터는 압축 공기 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 상기 레일에 직선 운동 또는 회전 운동을 일으켜서 상기 촉각 매체들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 매체 구동부는 공기를 압축하는 공기 압축기 및 상기 공기 압축기에서 상기 공기 액추에이터까지 공기 흐름을 제어하는 공기 밸브를 더 포함하고,
    상기 구동 제어부는 상기 공기 액추에이터의 피스톤의 톱니를 전후로 움직이기 위해 상기 공기 밸브가 순차적으로 열리는 시퀀스를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체 구동부에 의해 이동된 특정의 촉각 매체를 피험자에게 제공하기 위해 손가락 입구 구멍을 갖는 매체 제공 케이스를 포함하는 매체 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  6. 제5항에 있어서.
    상기 매체 제공부는 상기 매체 구동부에 의해 이동된 특정의 촉각 매체에 손가락이 접촉하는 시점을 감지하기 위한 매체 접촉 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 매체 접촉 감지 센서는 레이저 송신 소자 및 레이저 수신 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 장치.
  8. 제6항에 따른 촉각 매체 제공 장치; 및
    상기 촉각 매체 제공 장치가 놓이고, 높이와 각도를 조절할 수 있는 위치 조정 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    화면에 시각적 패턴들을 제시하는 시각 제시 장치; 및
    자력에 의하여 발생하는 자기장을 이용하여 뇌의 영상을 촬영하는 자기공명영상장비를 더 포함하고,
    상기 시각 제시 장치에 의해 제시된 시각적 패턴에 따라 상기 촉각 매체 제공 장치에서 특정의 촉각 매체에의 접촉이 감지되면 상기 자기공명영상장비를 통한 뇌 스캔 영상에 상기 특정의 촉각 매체에 접촉한 시점을 기록하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 시스템.
  10. 피험자의 촉각을 자극할 수 있는 복수의 촉각 매체들을 구비하는 단계;
    상기 복수의 촉각 매체들 중 특정의 촉각 매체가 제공되도록 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 단계; 및
    피험자에게 상기 특정의 촉각 매체를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계는 공기 액추에이터를 이용하여 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계는 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키도록 레일을 더 이용하고,
    상기 복수의 촉각 매체들은 각각 입방체 블록으로 형성되어 상기 레일에 고정되고, 그리고
    상기 공기 액추에이터는 압축 공기 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 상기 레일에 직선 운동 또는 회전 운동을 일으켜서 상기 촉각 매체들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계를 위해, 상기 복수의 촉각 매체들을 이동시키도록 공기를 압축하는 공기 압축기 및 상기 공기 압축기에서 상기 공기 액추에이터까지 공기 흐름을 제어하는 공기 밸브를 더 이용하고, 그리고
    상기 이동시키는 단계를 위해, 상기 공기 액추에이터의 피스톤의 톱니를 전후로 움직이기 위해 상기 공기 밸브가 순차적으로 열리는 시퀀스를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    피험자의 손가락이 상기 특정의 촉각 매체에 접촉하였는지를 검지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 검지하는 단계에서 상기 특정의 촉각 매체에 접촉하였음이 검지되면, 자기공명영상장비를 통한 뇌 스캔 영상에 상기 특정의 촉각 매체에 접촉한 시점을 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    화면에 시각적 패턴들을 제시하는 단계; 및
    상기 제시하는 단계에서 제시된 시각적 패턴에 따라 상기 검지하는 단계에서 상기 특정의 촉각 매체에 접촉하였음이 검지되면 자기공명영상장비를 뇌 스캔 영상에 상기 특정의 촉각 매체에 접촉한 시점을 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 매체 제공 방법.
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