[논문 리뷰] A survey on haptic technologies for mobile augmented reality

Carlos Bermejo, Pan Hui|arXiv (Cornell University)|2017. 09. 03.

Tactile and Sensory Interactions참고 문헌 98인용 수 31

한 줄 요약

이 종합적 서베이는 모바일 증강현실(MAR)를 위한 웨어러블 테이크처 기술에 대해 종합적인 분석을 제공하며, 피부 감각/촉각(예: 진동 촉각, 활성 표면, 공중 중 촉각)과 운동감각(예: 외골격, 잡이 장치, 조작 장치)으로 나누어 기기들을 분류한다. MAR 환경에서의 이동성, 정밀도, 통합성에 있어 핵심 과제를 밝히고, 현실적이고 웨어러블인 테이크처 피드백 시스템을 통해 사용자 경험을 향상시키기 위한 향후 연구 방향을 제시한다.

ABSTRACT

Augmented Reality (AR) and Mobile Augmented Reality (MAR) applications have gained much research and industry attention these days. The mobile nature of MAR applications limits users' interaction capabilities such as inputs, and haptic feedbacks. This survey reviews current research issues in the area of human computer interaction for MAR and haptic devices. The survey first presents human sensing capabilities and their applicability in AR applications. We classify haptic devices into two groups according to the triggered sense: cutaneous/tactile: touch, active surfaces, and mid-air, kinesthetic: manipulandum, grasp, and exoskeleton. Due to the mobile capabilities of MAR applications, we mainly focus our study on wearable haptic devices for each category and their AR possibilities. To conclude, we discuss the future paths that haptic feedbacks should follow for MAR applications and their challenges.

연구 동기 및 목표

• 모바일 증강현실(MAR) 응용 프로그램에 특화된 테이크처 피드백 기술의 최신 동향을 분석하기 위해.
• 피부 감각/촉각과 운동감각으로 나누어 자극하는 감각 모odal에 따라 테이크처 기기를 분류하기 위해.
• 모바일 및 자원 제약이 있는 MAR 환경에서 웨어러블 테이크처 기기의 실현 가능성과 한계를 평가하기 위해.
• MAR에 테이크처 피드백을 통합하는 데 있어 크기, 전력 소모, 정밀도, 실시간 성능 등의 핵심 과제를 식별하기 위해.
• 사용자 경험과 몰입감을 향상시키기 위해 MAR에서 테이크처 피드백을 발전시키기 위한 향후 연구 방향을 제시하기 위해.

제안 방법

• 피부 감각/촉각(촉각, 활성 표면, 공중 중)과 운동감각(조작 장치, 잡이 장치, 외골격)으로 나누어 테이크처 기기를 두 주요 그룹으로 체계적으로 분류하기 위해.
• 각 범주 내에서 기존의 웨어러블 테이크처 기기를 검토하여 설계, 기능성, MAR에의 적합성을 중점적으로 분석하기 위해.
• AR와 관련된 인간의 감각 능력을 분석하며, 상호작용 환경에서 촉각과 운동감각 인지에 중점을 두기 위해.
• 시각적 및 听각적 모달과의 테이크처 피드백 통합을 분석하여 AR/VR 시스템에서 사용자 경험 향상에 기여하기 위해.
• 상용 테이크처 기기를 조사하고, MAR에의 적용 가능성을 평가하며, 접근성, 이동성, 성능 측면에서의 격차를 부각하기 위해.
• 모바일 환경에서의 기술적, 인체공학적, 사용성 제약에 기반해 과제와 향후 연구 방향을 통합하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 MAR 응용 프로그램에서 테이크처 피드백을 감각 모달에 따라 효과적으로 분류하고 분류할 수 있는 방법은 무엇인가요?
• RQ2 모바일 AR 환경에서 웨어러블 테이크처 기기의 주요 설계 및 성능 제약 사항은 무엇인가요?
• RQ3 현재의 테이크처 기술은 MAR 사용 사례에 있어 정밀도, 이동성, 통합 가능성 측면에서 어떻게 비교될 수 있나요?
• RQ4 모바일 AR에서 더 rich한 사용자 경험을 위해 여러 테이크처 피드백 모달을 통합하는 데 있어 주요 과제는 무엇인가요?
• RQ5 다양한 MAR 상호작용을 지원할 수 있는 저렴하고 가벼우며 고정밀도의 웨어러블 테이크처 기술을 달성하기 위해 필요한 향후 연구 방향은 무엇인가요?

주요 결과

• MAR를 위한 웨어러블 테이크처 기기는 주로 크기, 무게, 전력 소모로 인해 이동 환경에서의 구현이 제한된다.
• 진동 촉각 액추에이터와 활성 표면과 같은 피부 감각 테이크처 기기는 중간 수준의 정밀도를 제공하지만, 복잡한 촉각 인지에는 종종 부족하다.
• 외골격과 손에 쥐는 인터페이스와 같은 운동감각 테이크처 기기는 더 높은 정밀도를 제공하지만, 두꺼움과 높은 비용으로 인해 모바일 AR에서의 사용이 제한된다.
• 시각적 및 청각적 자극과의 테이크처 피드백 통합은 사용자 경험 향상과 자기주도감 향상에 기여하지만, 현재 시스템은 현실성 측면에서 여전히 초보적이다.
• 진전이 있었음에도 불구하고, 다양한 MAR 상호작용을 지원할 수 있는 저렴하고 이동성 있고 고정밀도의 웨어러블 테이크처 솔루션은 현재까지 존재하지 않는다.
• 향후 MAR를 위한 테이크처 시스템은 다중 모달 피드백 통합, 실시간 성능, 동적인 사용자 환경에 대한 적응성 문제를 해결해야 한다.