학습자료의 삽화나 사진, 그래프와 같은 그림자료는 이해도를 높이고 교육의 효율과 효과를 극대화하며 학습의 동기유발과 흥미를 돋아주지만, 시각장애학생은 교육자료의 시각자료를 활용하기 어려워 문자(점자)정보를 위주의 특수교육 자료만 제공받고 있다.
본 논문에서는 이러한 문제점을 해결을 위한 시각장애인의 촉각정보 인지 특성과 특수교육 환경에 적합한 특수교육 보조공학시스템을 설계 및 구현하였으며, 이를 위하여 먼저, 특수교육 환경의 분석을 위하여 특수교육 자료와 시각장애 특수교육 보조공학장치에 대한 조사를 수행하였으며, 맹학교의 교사와 재학생을 대상으로 심층면담을 통해 특수교육 현장의 요구사항 분석을 수행하였다. 그리고 햅틱디스플레이 촉각정보 출력부의 설계를 위하여 시각장애학생을 대상으로 촉각정보 인지특성 실험하였다. 시각장애 특수교육 환경과 시각장애인의 촉각정보 인지 특성 실험에 대한 연구 결과를 바탕으로 햅틱디스플레이 하드웨어와 이를 기반으로 하는 특수교육 보조공학시스템을 시각장애인의 촉각정보 인지특성과 특수교육 환경에 적합도록 설계하였다.
햅틱디스플레이 기반의 특수교육 보조공학시스템의 설계를 바탕으로 햅틱디스플레이 하드웨어와 촉각정보를 생성하는 소프트웨어로 구성하였다. 햅틱디스플레이의 촉각정보 출력부는 초소형 초음파 모터를 다중 배열로 구성하여 촉각정보를 생성할 수 있도록 구현되었으며, 촉각정보를 생성할 수 있는 제어프로그램은 문자의 점역과 시각자료의 입력, 입력한 시각자료의 제어데이터로의 변환과 전송을 수행하도록 구현되었다.
제안하는 특수교육 보조공학시스템의 촉각정보 전달 성능을 검증하기 위하여 점자프린터의 점자인쇄물과 비교하였으며, 이에 대한 결과는 제안하는 시스템의 출력된 촉각정보와 점자프린터의 점자인쇄물 모두 올바르게 인지하였으며, 이를 통해 시각장애인에게 점자인쇄물과 유사한 촉각정보 전달력에 대하여 검증하였다.