Body-Penetrating Tactile Phantom Sensations

Abstract

촉각 상호작용에서, 팬텀 센세이션은 진동이 가해지는 서로 다른 두 지점 사이에서 피부에 느껴지는 착각을 의미한다. 팬텀 센세이션은 몇 개의 접촉자로 촉각 자극의 지각 공간 해상도를 향상시킬 수 있다. 기존 팬텀 센세이션에 대한 연구들은 피부 위나 몸 밖에서 느껴지는 착각에 대해 진행되어 왔다. 본 연구에서는 손등과 손바닥에 있는 두 개의 진동자에서 발생하는 진동이 손을 투과하는 듯한 착각을 일으키는 촉각 팬텀 센세이션을 다룬다. 이러한 착각은 몸통에 대해서도 유사한 현상을 보였다. 최적의 설계를 위해 진동의 주파수, 파형, 지속 시간 및 투과 방향을 변화시키면서 사용자 실험을 수행하였다. 그 결과를 바탕으로, 몰입형 가상 현실 애플리케이션에서 사용하기 위한 몸을 투과하는 팬텀 센세이션에 대한 설계 가이드라인을 제시하였다.

In tactile interaction, a phantom sensation refers to an illusion felt on the skin between two distant points at which vibrations are applied. It can improve the perceptual spatial resolution of tactile stimulation with a few tactors. All phantom sensations reported in the literature act on the skin or out of the body, but no such reports exist for those eliciting sensations penetrating the body. This paper addresses tactile phantom sensations in which two vibration actuators on the dorsal and palmar sides of the hand present an illusion of vibration passing through the hand. We also demonstrate similar tactile illusions for the torso. For optimal design, we conducted user studies while varying vibration frequency, envelope function, stimulus duration, and penetrating direction. Based on the results, we present design guidelines on penetrating phantom sensations for its use in immersive virtual reality applications.