햅틱 인터페이스

햅틱 인터페이스란

햅틱 인터페이스는 힘, 진동, 움직임으로 촉각을 전달하는 인터페이스다.

화면을 누를 때 진동이나 저항을 느끼게 해 직접 만지는 듯한 조작감을 준다.

구성 3요소

햅틱 인터페이스는 세 부분으로 나뉜다.

햅틱 장치가 촉감을 만들고, 가상 환경이 대상의 형상과 물성을 제공한다.

제어기는 둘 사이의 운동 정보와 접촉력을 주고받는다.

답안에서는 세 구성 요소를 빠뜨리지 않는 것이 기본 점수다.

힘 피드백의 원리

힘 피드백은 침투 깊이에 비례하는 반력을 내는 방식이다.

반력은 F = k·x로 구한다. k는 가상 벽의 강성, x는 침투 깊이다.

깊이가 커질수록 반력이 커져 벽이 단단하게 느껴진다.

예시 값으로 반력을 직접 구해 보자.

렌더링 루프와 갱신 주기

힘 피드백 루프는 끝점 위치를 읽고 침투 여부를 판정하는 것으로 시작한다.

침투하면 반력을 계산해 모터에 출력한다.

다음 움직임을 읽고 처음으로 돌아가 같은 과정을 반복한다.

이 루프는 약 1kHz로 돈다. 주기가 느리면 반력이 끊겨 떨리는 듯 느껴진다.

진동과 힘 출력 비교

햅틱 출력은 크게 진동, 힘, 표면 질감으로 나뉜다.

진동은 편심 모터로 만들고 짧은 확인에 강하다. 무게감은 주지 못한다.

힘은 모터와 링크로 반력을 만들어 저항과 무게를 준다.

진동과 힘을 함께 쓰는 장치가 많다.

자동차 적용 네 가지

자동차 적용은 가상의 예로 보며 네 가지로 정리된다.

버튼 진동은 입력이 들어갔음을 알려 시선 이동을 줄인다.

조작부를 시선 없이 찾도록 돕는 탐색 지원도 설계 대상이다.

운전대의 근접 경고 진동은 확인 진동과 패턴을 달리해 구별한다.

무게감과 충돌 피드백은 가상 정비 훈련에서 결합해 쓰인다.

정리와 흔한 실수

이제 핵심을 정리해 보자.

햅틱은 힘, 진동, 운동을 전달해 촉감을 만드는 기술 전체를 가리킨다.

구성은 햅틱 장치, 가상 환경, 제어기 세 부분이다.

흔한 실수는 진동 알림만으로 햅틱을 설명하는 것이다.