Haptography: Digitizing our sense of touch - Katherine Kuchenbecker

촉각 사진기: 촉각을 디지털화하기 - 캐서린 쿠첸베커(Katherine Kuchenbecker)

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Morton Bast

번역: Gemma Lee 검토: Woo Hwang

I'm a mechanical engineering professor

저는 펜실베니아 대학의

at the University of Pennsylvania,

기계 공학과 교수입니다.

and my favorite hobby is photography.

제가 좋아하는 취미는 사진이죠.

And as I travel around the world,

세계를 여행하면서

이런 사진들을 찍기 좋아합니다.

I love taking photographs like these,

so I can remember all the beautiful and interesting things

그래서 제가 봤던 아름다운 것들과

재미있었던 것들을 기억할 수 있죠.

that I've seen.

But what I can't do is record and share

하지만 이런 대상들을 만질 때

어떤 느낌인지를 기록하거나 나눌 수는 없습니다.

how these objects feel to touch.

And that's kind of surprising,

그건 좀 놀랍습니다.

because your sense of touch is really important.

촉각은 정말 중요하기 때문이죠.

It's involved in every physical interaction you do every day,

여러분이 날마다 물리적으로 하는 상호작용,

조작해야 하는 모든 일,

every manipulation task, anything you do in the world.

세상에서 하는 모든 일이 촉각과 관련되어 있습니다.

So the sense of touch is actually pretty interesting.

그래서 촉각은 아주 흥미롭죠.

It has two main components.

촉각은 두 가지 중요한 요소를 갖고 있습니다.

The first is tactile sensations,

첫째는 만질 때의 느낌으로서

things you feel in your skin.

살갗으로 느끼는 느낌입니다.

And the second is kinesthetic sensations.

둘째는 근육에 전해지는 느낌으로서

This has to do with the position of your body and how it's moving,

여러분의 자세나

몸의 움직임,

and the forces you encounter.

그리고 맞닥뜨리는 힘과 관련있습니다.

And you're really good at incorporating

여러분은 세상과 물리적으로

both of these types of sensations together

주고 받는 작용을 이해하기 위해

to understand the physical interactions you have with the world

이런 형태의 느낌을

둘다 잘 활용합니다.

and understand as you touch a surface:

표면을 만지면서 이해를 하죠.

is it a rock, is it a cat, is it a bunny, what is it?

바위인가, 고양이인가, 토끼인가, 뭐지?

And so, as an engineer,

그래서 저는 공학자로서

I'm really fascinated

and I have a lot of respect for how good people are with their hands.

사람들이 손을 얼마나 잘 사용하는지에

매료되어 있고 또 경탄하기도 합니다.

And I'm intrigued and curious

저는 사람이 촉각을 이용해서

about whether we could make technology better

인간의 능력을 더욱 증진시킴으로써

더 나은 기술을 개발할 수 있지 않을까에

by doing a better job at leveraging

the human capability with the sense of touch.

관심이 있고 호기심을 갖고 있습니다.

여러분의 손이 가진 장점을 이용해서

Could I improve the interfaces to computers and machines

컴퓨터와 기계의 인터페이스를 더 낫게 만들 수 있을까요?

by letting you take advantage of your hands?

And indeed, I think we can,

우리는 정말 그렇게 할 수 있다고 저는 생각합니다.

and that's at the core of a field called haptics,

그것이야말로 "촉각 기술" 분야의 핵심입니다.

and this is the area that I work in.

그리고 이 분야에서 제가 일하고 있습니다.

It's all about interactive touch technology.

대화형 촉각 기술이죠.

And the way it works is,

그 기술이 작용하는 방식은

as you move your body through the world,

여러분이 실제로 몸을 움직임에 따라서

if, as an engineer, I can make a system that can measure that motion,

공학자로서 저는 그 움직임을

측정할 수 있는 체계를 만들 수 있습니다.

and then present to you sensations over time

그런 다음에 시간이 흐름에 따라 느낌을

that kind of make sense,

여러분께 전달할 수 있습니다.

that match up with what you might feel in the real world,

그 느낌은 여러분이 실제 세상에서 느끼는 것과 같죠.

I can fool you into thinking you're touching something

실제로는 아무것도 없지만

여러분이 뭔가를 만지고 있다고 착각하게 만들 수 있습니다.

even though there's nothing there.

So here are three examples

좋아요. 여기 세 가지 예가 있는데

and these are all done from research in my lab at Penn.

모두 다 펜실베니아의 제 실험실에서 연구한 결과입니다.

The first one is all about that same problem that I was showing you:

첫번째는

제가 여러분께 보여드렸던 똑같은 문제입니다.

how can we capture how objects feel

물체를 만졌을 때의 느낌을 어떻게 담아내서

and recreate those experiences?

그런 경험을 다시 만들어낼 수 있을까?

So the way we solve this problem

그래서 이 문제를 푸는 방법은

is by creating a hand-held tool

안에 여러가지 다양한 감지기가 들어간

that has many different sensors inside.

손에 들 수 있는 장치를 만드는 것입니다.

It has a force sensor, so we can tell how hard you're pushing;

이 장치는 힘을 감지해서

여러분이 얼마나 세게 밀고 있는지 알 수 있고

it has motion tracking, so we can tell exactly where you've moved it;

움직임을 따라잡을 수 있어서

여러분이 그 장치를 어디로 움직였는지 정확하게 알 수 있고

떨림 감지기와

and it has a vibration sensor, an accelerometer, inside,

가속도계가 안에 있어서

장치가 앞뒤로 떨리는 것을 감지해서

that detects the shaking back and forth of the tool

that lets you know that's a piece of canvas

캔버스 천인지

and not a piece of silk or something else.

비단 조각인지 아니면 뭔가 다른 것인지 알게 해줍니다.

Then we take the data we record from these interactions.

그리고는 이런 상호작용에서 나온

기록으로 자료를 얻습니다.

Here's ten seconds of data.

여기 10초간의 자료가 있습니다.

You can see how the vibrations get larger and smaller,

떨림이 얼마나 커지고 작아지는지 볼 수 있습니다.

depending on how you move.

여러분이 어떻게 움직이느냐에 따라 다르죠.

And we make a mathematical model of those relationships

이런 관계들을 수학적인 모델로 만들어서

and program them into a tablet computer

태블릿 컴퓨터의 프로그램으로 만듭니다.

so that when you take the stylus

그래서 여러분이 스타일러스를 쥐고

화면을 건드리면

and go and touch the screen,

that voice-coil actuator in the white bracket

흰색 테두리 안에 들어있는 보이스 코일 구동기가

plays vibrations to give you the illusion

떨림을 만들어내서

that you're touching the real surface,

여러분이 진짜 캔버스에서

just like if you touched, dragged back and forth, on the real canvas.

앞뒤로 왔다갔다 움직이는 것처럼

진짜 표면을 만지는 것 같은 착각이 들게 합니다.

We can create very compelling illusions.

우리는 정말 놀라운 효과를 만들 수 있습니다.

We can do this for all kinds of surfaces and it's really a lot of fun.

다양한 표면을 흉내낼 수 있고

정말 재미있습니다.

We call it haptography -- haptic photography.

우리는 그것을 촉각 사진기라고 부르는데

촉각 사진기입니다.

And I think it has potential benefits in all sorts of areas

제가 생각하기에

온라인 쇼핑이나

like online shopping, maybe interactive museum exhibits,

대화형 박물관 전시와 같은 여러 분야에서 쓸 수 있는 잠재력을 갖고 있습니다.

where you're not supposed to touch the precious artifacts,

그런 곳에서는 귀중한 유물을

만져서는 안 되는데 여러분은 늘 만지고 싶어하죠.

but you always want to.

The second example I want to tell you about comes from a collaboration I have

제가 여러분께 알려드리고 싶은 두 번째 예는

펜실베니아 대학의 치대에 있는

with Dr. Margrit Maggio at the Penn Dental School.

마그릿 매지오 박사와 함께 한 공동연구에서 나왔습니다.

Part of her job is to teach dental students

매지오 박사가 하는 일은 치대 학생들에게

환자의 입 속 어느 곳에 충치가 있는지

how to tell where in a patient's mouth there are cavities.

알 수 있는 방법을 가르치는 거에요.

물론 그들은 엑스레이를 보지만

Of course they look at X-rays,

but a large part of this clinical judgment comes from what they feel

임상 판단의 대부분은

치과용 탐침으로 이를 두드려본

when they touch your teeth with a dental explorer.

느낌으로 판단합니다.

여러분 모두 이런 경험을 하셨겠죠. 이를 다 살펴봅니다.

You've all had this happen, they go across.

치과 의사들이 찾는 것은 이가 진짜 딱딱하면

What they're feeling for is if the tooth is really hard, then it's healthy,

건강한 것이고

but if it's kind of soft and sticky,

좀 물렁하고 끈적거리면

that's a signal that the enamel is starting to decay.

에나멜이 썩어간다는 신호입니다.

These types of judgments are hard for a new dental student to make,

이런 형식의 판단을

새로 들어온 치대 학생들이 하기는 힘듭니다.

because they haven't touched a lot of teeth yet.

아직 많은 이빨을 다뤄보지 못했기 때문이죠.

And you want them to learn this before they start practicing

그래서 실제 환자들을 진료하기 전에

이런 과정을 배우도록 하는거죠.

on real human patients.

So what we do is add an accelerometer on to the dental explorer,

그래서 우리가 하는 일은

치과용 탐침에 가속도계를 넣어서

매지오 박사가 여러 개의 뽑아낸 이빨을 만질 때

and then we record what Dr. Maggio feels

그녀가 느끼는 느낌을 기록합니다.

as she touches different extracted teeth.

And we can play it back for you as a video

그래서 여러분들에게

with a touch track --

촉각과 함께 비디오로 보여드릴 수 있습니다.

not just a sound track, but also a touch track,

재생 도구를 쥐면 소리 뿐만 아니라

that you can feel by holding that repeating tool.

촉각도 느낄 수 있습니다.

치과 의사가 환자를 보면서 판단을 하고

You feel the same things the dentist felt when they did the recording,

기록을 했을 때 느꼈던 것과

and practice making judgments.

똑같은 것들을 느낄 수 있습니다.

여기 샘플이 있습니다.

So here's a sample one.

Here's a tooth that looks kind of suspicious, right?

여기 좀 의심스러워 보이는 이빨이 있습니다.

It has all those brown stains.

갈색으로 얼룩이 져서

You might be thinking, "We should definitely put a filling in this tooth."

이렇게 생각하겠죠.

"아, 틀림없이 이빨을 메꿔야 해."

But if you pay attention to how it feels,

하지만 어떤 느낌이 느껴지는가에 주의를 집중하면

all the surfaces of this tooth are hard and healthy,

이빨의 모든 표면이 딱딱하고 건강해서

so this patient does not need a filling.

이 환자는 이빨을 메꿀 필요가 없습니다.

And these are exactly the kind of judgments doctors make every day

이런 것들이야말로 의사들이

날마다 하는 판단들이죠.

and I think this technology we've invented has a lot of potential

우리가 개발한 이 기술은

의료 교육의 여러 분야에서 많은 잠재력이 있다고 생각합니다.

for many different things in medical training, because it's really simple

왜냐하면 이 기술은 정말 단순하고

사람들이 도구를 통해서 느끼는 느낌을

and it does a great job at recreating what people feel through tools.

아주 잘 재현해내기 때문이죠.

그리고 게임을 보다 더 재미있게

I think it could also help make games more interactive and fun

사용자들과 더 대화적으로 만들 수 있고

여러분이 느끼는 감각을 더 현실적으로 만들 수 있습니다.

and more realistic in the sensations that you feel.

The last example I want to tell you about is again about human movement.

여러분께 알려드리고 싶은 마지막 예는

사람들의 움직임에 관한 것입니다.

So if any of you have ever learned sports,

여러분이 어떤 운동을 배운 적이 있다면,

how do you get good at something like surfing?

파도 타기와 같은 것을 잘하려면 어떻게 해야 할까요?

You practice.

연습을 해야죠.

You practice some more and more, right?

더 많이 연습합니다. 그렇죠?

Making small corrections, maybe getting some input from a coach,

자세를 조금 바르게 하고

코치한테 조언을 받아

learning how to improve your motions.

움직임을 더 낫게 하는 법을 배웁니다.

I think we could use computers

저는 컴퓨터를 이용해서

그 과정을 좀 더 효율적이고 더 재미있게 만들 수 있다고 생각합니다.

to help make that process more efficient and more fun.

And so here, for example, if I have six different arm movements

그래서 예를 들면

6 가지 팔 움직임이 있어서

that I want you to learn,

여러분이 그걸 배우고 싶다면

you come into my lab at Penn and try out our system.

펜실베니아 대학에 있는 제 실험실로 오셔서

시스템을 평가해보시기 바랍니다.

We use a Kinect to measure your motions, we show graphics on the screen,

"키넥트"를 써서 여러분의 움직임을 측정하고

화면에 그래프로 보여줍니다.

and then we also give you touch cues,

그리고는 촉각 신호,

haptic feedback on your arm,

촉각 반응을 여러분의 팔로 보냅니다.

delivered by these haptic arm bands which have motors inside,

이렇게 생긴 촉각 팔밴드 안에

모터가 들어있어서

and guide you as you move.

여러분이 움직일 때마다 안내를 합니다.

So, if we put it together,

그래서 이런 것들을 다 조합해서

as you're trying to track this motion,

여러분이 이런 움직임을 따라하려고 할 때

조금 빗나가면

if you deviate -- say, maybe, your arm is a little too high --

말하자면, 팔을 조금 높이 들었다면

살갗에 닿아있는 모터를 켜서

we turn on the motors right there on the skin

to let you know you should move down,

좀 더 아래로 움직이라고 알려주죠.

마치 코치가 여러분을 조심스럽게 지도해서

almost like a coach gently guiding you

이런 움직임을 더 빨리 숙달하고

and helping you master these movements more quickly

좀 더 정확한 자세를 갖추도록 도와주는 것과 같습니다.

and make more precise corrections.

We developed this system for use in stroke rehabilitation,

우리는 중풍 환자 재활 치료에 쓰기 위해 이 시스템을 개발했지만

but I think there are a lot of applications,

응용할 곳이 많다고 생각합니다.

춤을 배운다거나

like maybe dance training or all sorts of sports training as well.

운동을 배우는 데서 쓸 수 있죠.

So now you know a little bit about the field of haptics,

그래서 이제 여러분은

촉각 기술 분야에 관해서 좀 더 알게 되었습니다.

이 분야에 관해서 앞으로 더 많이 듣게 되실 텐데요.

which I think you'll hear more about in the coming years.

I've shown you three examples.

저는 여러분께 세 가지 예를 보여드렸고

이제 잠깐동안

I just want to take a moment

펜실베니아 대학의 제 실험실에서

to acknowledge the great students who work with me in my lab at Penn

함께 연구한 모든 훌륭한 학생들과

and my collaborators.

함께 일한 동료들에게 감사하고 싶습니다.

They're a great group.

그들을 훌륭한 그룹이었습니다.

그리고 제 얘기를 들어주셔서 고맙습니다.

I also want to thank you for your kind attention.

(박수)

(Applause)