HydroHaptics: Superficies blandas con retroalimentación de fuerza real

El tacto es uno de nuestros sentidos más importantes y comienza a desarrollarse incluso antes de nacer. De hecho, es el sentido más temprano que se desarrolla en la embriología humana.

Como parte integral de nuestras vidas, el tacto se produce cuando neuronas especializadas detectan información táctil de la piel y la transmiten al cerebro, donde se percibe como temperatura, presión, dolor y vibración.

Nuestras neuronas sensoriales son muy diversas, y sus extremos se alojan en diversas estructuras sensoriales. Estas neuronas trabajan en armonía para detectar diversas cualidades del tacto.

A medida que ha aumentado nuestra comprensión del complejo lenguaje del tacto, también lo ha hecho nuestra capacidad para recrearlo mediante la tecnología. Aquí es donde entra en juego la háptica, un campo emergente que traduce la riqueza sensorial del tacto humano en experiencias digitales y mecánicas.

Derivada del término griego «haptein», que significa contacto o tocar, la háptica se refiere a la percepción y manipulación a través del tacto. También implica el uso de tecnología para crear sensaciones táctiles como vibraciones o retroalimentación de fuerza. Algunos ejemplos incluyen mandos de videojuegos, vibraciones de smartphones, cirugía robóticay realidad virtual.

La háptica permite al usuario tocar y sentir objetos distantes indirectamente. Dispositivos especiales como joysticks y guantes de datos proporcionan retroalimentación de las aplicaciones informáticas en forma de sensación táctil. Al proporcionar retroalimentación forzada a quienes interactúan con entornos virtuales, la háptica crea un flujo de información bidireccional.

La evolución de las tecnologías hápticas 

Desliza para desplazarte →

Desde su introducción hace aproximadamente medio siglo, la háptica se ha convertido en un campo sofisticado donde sensaciones como la textura, la temperatura, la presión e incluso la suavidad pueden integrarse en objetos cotidianos. Esta nueva generación de háptica promete acercar las experiencias digitales a la interacción física real.

La amplia gama de tecnologías hápticas que dan forma a las interfaces actuales muestra cuánto ha avanzado rápidamente la tecnología.

Los smartphones y wearables utilizan retroalimentación vibrotáctil para generar vibraciones, mientras que la háptica electrostática en pantallas táctiles y trackpads crea una ilusión de textura o fricción en una pantalla que, de otro modo, sería lisa. La háptica térmica simula cambios de temperatura para dar mayor realismo a las interacciones virtuales.

Force Feedback añade una sensación de presión o movimiento para que las interacciones se sientan más reales. Los actuadores y motores hápticos son los que te permiten sentir resistencia en un mando de juego o un dispositivo de realidad virtual.

Más allá de esto, los materiales inteligentes emergentes, como los polímeros electroactivos y magnetorreológicos, que cambian de forma o firmeza cuando se exponen a campos eléctricos o magnéticos, están permitiendo una retroalimentación háptica flexible.

También existen hápticos piezoeléctricos para una retroalimentación precisa y localizada mediante voltaje. Pequeñas fuerzas laterales aplican pequeñas fuerzas laterales a la piel, mientras que los hápticos microfluídicos utilizan pequeños canales de fluido para simular las sensaciones táctiles.

Otra tecnología en este campo en crecimiento es la háptica neumática e hidráulica, que se utiliza para simular la fuerza de agarre, el peso o el impacto aprovechando la presión del aire o del líquido.

Entre ellas, la háptica hidráulica ha ganado mucha popularidad entre los investigadores como tecnología háptica de alta fidelidad. Esta tecnología emergente, después de todo, proporciona... Sensaciones potentes y realistas que superan las capacidades de los sistemas hápticos más antiguos basados ​​en vibración.

El uso de fluidos permite crear una retroalimentación de fuerza potente, precisa y altamente dinámica. Además, los sistemas hápticos hidráulicos pueden proporcionar sensaciones térmicas rápidas y realistas mediante la rápida circulación de agua a diferentes temperaturas. Además, los sistemas hidráulicos y neumáticos pueden integrarse en dispositivos blandos y flexibles, lo que permite una háptica más natural que reduce la fatiga del usuario y mantiene la destreza.

Como los dispositivos hápticos actuales suelen ser voluminosos y rígidos, lo que los hace inadecuados para la interacción ubicua, los investigadores han abordado este inconveniente desarrollando bombas y actuadores hidráulicos en miniatura, lo que permite la creación de pequeños dispositivos portátiles que son mucho más prácticos para el uso diario.

Por ejemplo, hace varios años, investigadores de Autodesk Research, la Universidad de Manitoba y la Universidad de Toronto colaboraron para crear HydroRing¹, un dispositivo que se usa en el dedo para brindar sensaciones táctiles de temperatura, vibración y presión para permitir interacciones hápticas de realidad mixta. 

En modo activo, este wearable proporciona sensaciones mediante un líquido que circula por un tubo delgado y flexible que se coloca sobre la yema del dedo. En modo pasivo, tiene un impacto mínimo en la destreza del usuario y su percepción de los estímulos.

Más recientemente, investigadores de Georgia Tech presentó su anillo háptico suave²Combina accionamiento neumático e hidráulico para simular suavidad, rugosidad y propiedades térmicas en la falange proximal. Este anillo, fabricado con silicona EcoFlex 00-30 para imitar las propiedades mecánicas de la piel humana, permite a los usuarios explorar el entorno con las yemas de los dedos. 

Su diseño acomoda la entrega de vibración a través de inflado neumático, sensaciones térmicas a través de agua circulante en un circuito hidráulico y presión al mismo tiempo. 

Tras evaluar la eficacia del anillo y las técnicas de renderizado, los investigadores realizaron un estudio de usuarios con 15 participantes. Encontraron una precisión de hasta el 90 % en la capacidad de los participantes para comparar texturas virtuales con texturas reales. Las calificaciones de adjetivos multidimensionales también indican que el dispositivo comunicó eficazmente distintas sensaciones táctiles en todas las modalidades.

Hace unos años, investigadores de la Universidad Carnegie Mellon llevaron la tecnología aún más lejos al... Desarrollo de hápticos basados ​​en hidráulica³ Lo suficientemente delgado, solo 5 mm, para colocarlo en una pantalla OLED y permitir que las notificaciones de la pantalla táctil se sientan físicamente. 

La nueva tecnología de pantalla permite a los usuarios interactuar de forma más inmersiva e interactiva con las notificaciones, pulsar botones y escribir en el teclado. Según los investigadores, el prototipo tecnológico también permite interfaces dinámicas en otros dispositivos, como reproductores de música, videojuegos, vehículos eléctricos, etc.

Ahora, investigadores de la Universidad de Bath han... desarrolló una nueva tecnología receptiva⁴ llamado HydroHaptics que responde incluso a toques y apretones.

Por qué la háptica hidráulica supera a la neumática (explicación de la háptica hidráulica)

Las interfaces suaves y flexibles ofrecen un potencial de interacción único, pero presentan una retroalimentación de fuerza limitada. En estos casos, los enfoques neumáticos no son adecuados debido a su falta de capacidad de respuesta y precisión, mientras que las soluciones microhidráulicas tienen una entrada limitada. 

Por lo tanto, los sistemas hidráulicos son la opción ideal. Los sistemas hidráulicos utilizan líquido como fluido de trabajo, a diferencia de los sistemas neumáticos que utilizan aire, cuya compresibilidad limita la velocidad y la precisión de la fuerza y ​​el desplazamiento de salida. El líquido permite una mayor precisión y una respuesta más rápida. 

Los modelos hidráulicos interactivos actuales utilizan principalmente microhidráulicos, que pueden proporcionar un mayor control pero tienen limitaciones de volumen, lo que restringe la interfaz a botones pequeños, lo que a su vez afecta la flexibilidad de entrada y la diversidad de formas. 

Al diseñar sistemas hidráulicos interactivos, también hay que lidiar con fugas, capacidad de retroceso limitada y la necesidad de componentes especializados, lo que dificulta su implementación.

Por ello, los investigadores han creado HydroHaptics, un nuevo sistema que permite una retroalimentación de fuerza de alta fidelidad en interfaces deformables mediante transmisión hidrostática. Esta plataforma es capaz de mejorar la calidad de la retroalimentación de fuerza en interfaces blandas, manteniendo al mismo tiempo las cualidades que permiten experiencias de usuario enriquecidas, como la flexibilidad, la suavidad y la libertad de entrada.

Esta tecnología ofrece varias ventajas. Para empezar, funciona con un motor de CC sin escobillas y no necesita bombas, válvulas ni reguladores. Al aprovechar la disponibilidad, asequibilidad y opciones de control del motor compacto, los investigadores pueden crear efectos de retroalimentación de fuerza en HydroHaptics. 

Al estar diseñado con menos componentes para ser escalable, se reduce la susceptibilidad del sistema a fugas, a la vez que se adapta a interfaces más grandes. La mayoría de los componentes utilizados en el sistema son piezas estándar o impresas en 3D.

Además, HydroHaptics es intrínsecamente bidireccional, lo que permite detectar las interacciones de entrada de fuerza y ​​proporcionar retroalimentación de fuerza. Esto significa que esta novedosa tecnología permite la comunicación bidireccional entre una persona y el objeto que sostiene o lleva puesto. 

En conjunto, todos estos beneficios brindan oportunidades únicas para explorar interacciones hápticas en interfaces blandas y desarrollar nuevos dispositivos deformables.

HydroHaptics es un sistema de código abierto con una celda hidráulica sellada que contiene una cantidad fija de líquido incompresible y que acopla hidráulicamente las dos superficies flexibles de la celda. Esto permite la transmisión de fuerza bidireccional entre ellas.

Un actuador mecánico lineal actúa como motor háptico, que proporciona retroalimentación de fuerza desplazando el fluido y transmitiendo fuerza a la interfaz deformable. Para permitir que la interfaz se deforme, el mismo motor se mueve en respuesta a la fuerza aplicada, manteniendo la presión dentro de la celda hidráulica, ajustable para lograr diferentes niveles de rigidez.

Con este enfoque, los usuarios pueden sentir vibraciones, clics agudos y una resistencia variable mientras la superficie mantiene su suavidad y flexibilidad naturales, sin importar cómo se la presione, pellizque o tuerza, "algo que, hasta ahora, simplemente no ha sido posible", dijo el codirector del estudio, James Nash, quien es estudiante de doctorado en Ciencias de la Computación en Bath.

Así, una persona puede pellizcar, golpear o torcer un objeto, como un ratón de ordenador flexible, una prenda de ropa o un cojín, y ese objeto responderá de forma expresiva y significativa, por ejemplo, atenuando la luz, esculpiendo en una pantalla o cambiando el canal de televisión.

La entrada del usuario también se puede detectar monitoreando la presión interna.

“La entrada del usuario es detectada por el sistema a través del objeto, y el usuario luego siente la respuesta háptica del sistema a través de la superficie deformable”.

– El estudio está dirigido por el profesor Jason Alexander del Departamento de Ciencias de la Computación de Bath.

De esta manera, HydroHaptics permite experiencias hápticas diferenciadas en interfaces suaves y deformables, que actualmente son poco prácticas con los enfoques existentes.

Con HydroHaptics, los investigadores abren la puerta a emocionantes oportunidades para la interacción táctil con objetos cotidianos. Esta tecnología puede beneficiar enormemente a los videojuegos, la tecnología wearable, la simulación médica, el diseño de productos y otros campos.

La próxima ola de interacción humano-computadora

El equipo de científicos informáticos de Bath presentó su estudio sobre HydroHaptics en el Simposio ACM sobre Software y Tecnología de Interfaz de Usuario (UIST '25) hace unas semanas, donde el artículo recibió una mención honorífica.

En su forma actual, el sistema tiene forma cilíndrica, en cuya parte superior se encuentra una cúpula deformable de silicona que constituye la superficie superior expuesta de la celda, cuya parte inferior también está sellada con una membrana flexible de silicona. Justo debajo de la celda se encuentran un sensor de presión y un carro de tornillo, alimentado por un motor de CC.

Al interactuar con la cúpula, como al presionarla o apretarla, el usuario desplaza el agua, lo que provoca que presione y extienda la membrana inferior. El sensor detecta el aumento de presión resultante y lo asocia al gesto y comando correspondientes.

Para proporcionar retroalimentación táctil, el dispositivo utiliza el motor para comprimir la celda desde abajo, lo que empuja la cúpula hacia arriba contra el dedo del usuario, creando así una sensación de vibración oscilante, un clic distintivo o un botón pulsador tensado.

Para demostrar la capacidad de HydroHaptics para mejorar la interacción a través de retroalimentación de fuerza de grano fino, el equipo lo integró en cuatro aplicaciones cotidianas. 

Un ratón de computadora deformable y con aumento de fuerza, con una cúpula de silicona suave que permitía a los usuarios esculpir objetos digitales en una pantalla presionando y deformando la superficie del ratón. 

Un pequeño cojín interactivo que ofrece retroalimentación háptica sin perder su suavidad. Se colocó una bolsa HydroHaptic en el cojín para controlar dispositivos inteligentes al presionarlo o apretarlo.

Una mochila que proporciona retroalimentación de fuerza corporal mediante las correas. Recibió notificaciones del smartphone mediante toques y presiones en el hombro, lo que también puede usarse para navegar.

Un joystick de fuerza aumentada impreso en 3D se ha mejorado con tecnología HydroHaptic para una mayor inmersión en el juego. La retroalimentación háptica se proporcionó a los jugadores durante el juego para simular tensión, resistencia o un impacto fuerte.

Estas aplicaciones demuestran por primera vez la integración de retroalimentación háptica de calidad en interfaces y objetos suaves y flexibles. El equipo ve un gran potencial para su tecnología en una amplia gama de dispositivos interactivos.

“Nuestros experimentos demuestran que este es un sistema confiable que permite a los humanos interactuar con objetos blandos de una manera significativa que mejorará nuestra forma de vivir y trabajar”.

– Profesor Jason Alexander

Para ilustrar el potencial de HydroHaptics, puso el ejemplo de un usuario que siente efectos físicos en el cojín sobre el que se apoya, lo cual refleja lo que sucede en el televisor frente a él. Por ejemplo, la vibración en el cojín cuando un coche circula por una carretera con baches en el televisor, o la solidificación del cojín al chocar contra una pared dura. Otro ejemplo es el de quien lleva una mochila, quien no necesita su teléfono para navegar, ya que las correas lo guían con suaves presiones hacia el hombro.

“Estas son solo dos de las muchas formas en que esta tecnología podría integrarse en nuestras vidas en un futuro no muy lejano”.

- Alejandro 

Para evaluar el rendimiento de su tecnología, el equipo realizó una serie de evaluaciones técnicas con un brazo robótico de alta precisión y un estudio de usuarios. Durante el estudio, el equipo demostró la capacidad de HydroHaptics para crear efectos hápticos distintivos con una precisión de identificación promedio del 82.6 % en todos los efectos y del 92.8 % en el efecto más distintivo. 

Si bien otros equipos de investigación también están trabajando en interfaces suaves y deformables, y han producido prototipos que muestran sensaciones altamente localizadas o diferentes niveles de retroalimentación de baja fidelidad, no han alcanzado el nivel de escala, precisión y resolución de HydroHaptics.

El equipo cree que los productos HydroHaptics podrían estar listos para el mercado pronto, si el interés en su tecnología es un indicio. "Con recursos suficientes, sería realista que esto estuviera disponible en un producto en uno o dos años", afirmó el profesor Alexander.

Pero, por supuesto, el equipo primero necesita refinar el motor háptico para poder reducir su volumen y hacerlo adecuado para aplicaciones comerciales.

El sistema también presenta limitaciones técnicas. Como se indica en el artículo, con el tiempo, el aire puede quedar atrapado en la celda hidráulica o filtrarse en el sistema, lo que puede reducir su rendimiento. Además, la alta presión de salida requiere una gran cantidad de potencia, lo que puede provocar problemas térmicos.

En cuanto al motor háptico, el enfoque del equipo se basa en su rigidez y, si bien puede separarse mediante un tubo flexible, debe permanecer conectado a la interfaz, lo cual no siempre es factible para interfaces totalmente deformables. El estudio señaló:

“HydroHaptics representa un paso significativo hacia el objetivo a largo plazo de lograr sistemas de retroalimentación de fuerza háptica totalmente deformables, y el trabajo futuro debería apuntar a reducir la cantidad y el tamaño de los componentes rígidos”. 

Invertir en tecnología háptica

texas Instruments (TXN -1.59%) is un gigante de los semiconductores que desarrolla chips de procesamiento analógicos e integrados para diversos mercados, incluidos la electrónica personal, la automoción, los equipos de comunicaciones, los sistemas industriales y empresariales.

TI también es un actor importante en la industria háptica, ofreciendo soluciones integradas que incluyen controladores hápticos, controladores de pantalla táctil y bibliotecas de software para generar retroalimentación táctil en productos industriales y electrónicos de consumo.

texas Instruments (TXN -1.59%)

Con una capitalización bursátil de 160.5 millones de dólares, las acciones de TXN cotizan actualmente a 176.93 dólares, un 5.83 % menos en lo que va de año, pero un 26.4 % más desde su mínimo de abril. De hecho, las acciones de TXN alcanzaron un máximo histórico de 221.69 dólares en julio.

Texas Instruments tiene un BPA (TTM) de 5.28 y un PER (TTM) de 33.46. Ofrece a sus accionistas una rentabilidad por dividendo del 3.22%. El 16 de octubre, Texas Instruments anunció un dividendo trimestral en efectivo de 1.42 dólares por acción ordinaria. El dividendo se incrementó un 4% el mes pasado, lo que marca 22 años consecutivos de incrementos.

Resultados recientes (segundo trimestre de 2025): Texas Instruments reportaron Ingresos de $4.450 millones (+16% interanual, +9% intertrimestral), utilidad neta de aproximadamente $1.300 millones y ganancias por acción (BPA) de $1.41. La gerencia estimó que los ingresos del tercer trimestre se situarían entre $4.450 y $4.800 millones. El flujo de caja libre (TTM) fue de aproximadamente $1.800 millones en el informe del segundo trimestre de 2025.

Conclusión

A medida que el mundo de la háptica se expande y crece, HydroHaptics representa un cambio de paradigma en Cómo tocaremos y seremos tocados Por tecnología. Al combinar interfaces suaves y deformables con una retroalimentación de fuerza precisa, la tecnología abre la puerta a interacciones más ricas y naturales con nuestros dispositivos y entornos. 

Desde el entretenimiento inmersivo hasta la capacitación médica y los hogares inteligentes, esta tecnología podría redefinir cómo se comunican los humanos y las máquinas.

Referencias:

1. Han, T., Anderson, F., Irani, P. y Grossman, T. (2018). HydroRing: Soporte háptico de realidad mixta mediante flujo de líquido. In Actas del 31.º Simposio Anual de la ACM sobre Software y Tecnología de Interfaz de Usuario (UIST '18) (págs. 913–925). Asociación para Maquinaria Computacional. https://doi.org/10.1145/3242587.3242667
2. Sanz Cozcolluela, A., & Vardar, Y. (2025). Generación de texturas multimodales con un anillo háptico hidroneumático suave. Elsevier BV. https://doi.org/10.2139/ssrn.5170637
3. Shultz, C., y Harrison, C. (2023). Flat Panel Haptics: Bombas electroosmóticas integradas para pantallas con formas escalables. In Actas de la Conferencia CHI de 2023 sobre factores humanos en sistemas informáticos (Artículo 745). Asociación para Maquinaria de Computación. https://doi.org/10.1145/3544548.3581547
4. Nash, JD, Sauvé, K., van Riet, CM, van Oosterhout, A., Sharma, A., Clarke, C. y Alexander, J. (2025). HydroHaptics: retroalimentación de fuerza de alta fidelidad en interfaces deformables blandas mediante transmisión hidrostática. En A. Bianchi, E. Glassman, WE Mackay, S. Zhao, J. Kim y I. Oakley (Eds.), Actas del 38.º Simposio Anual de la ACM sobre Software y Tecnología de Interfaz de Usuario (UIST '25) (Artículo No. 59). Asociación para Maquinaria de Computación. https://doi.org/10.1145/3746059.3747679