HydroHaptics: Permukaan Lunak dengan Umpan Balik Gaya Nyata

Sentuhan adalah salah satu indera terpenting kita, dan mulai berkembang bahkan sebelum kita lahir. Sebenarnya itu adalah indera pertama yang berkembang dalam embriologi manusia.

Sebagai bagian integral dari kehidupan kita, sentuhan terjadi ketika neuron khusus mendeteksi informasi taktil dari kulit dan menyampaikannya ke otak, di mana ia dipersepsikan sebagai suhu, tekanan, rasa sakit, dan getaran.

Neuron sensorik kita sangat beragam, dengan ujungnya berada dalam struktur sensorik yang berbeda-beda. Neuron-neuron ini bekerja secara harmonis untuk mendeteksi banyak kualitas sentuhan yang berbeda.

Seiring pemahaman kita tentang bahasa rumit sentuhan semakin berkembang, kemampuan kita untuk mereplikanya melalui teknologi juga meningkat. Inilah tempat haptik berperan, bidang yang muncul yang menerjemahkan kekayaan sensorik sentuhan manusia menjadi pengalaman digital dan mekanik.

Berasal dari kata Yunani ‘haptein’, yang berarti kontak atau menyentuh, haptik mengacu pada penginderaan dan manipulasi melalui sentuhan. Haptik juga melibatkan penggunaan teknologi untuk menciptakan sensasi taktil seperti getaran atau umpan balik gaya. Contohnya termasuk pengontrol game, getaran smartphone, operasi robotik, dan realitas virtual.

Haptik memungkinkan pengguna menyentuh dan merasakan objek jauh secara tidak langsung. Perangkat khusus seperti joystick dan sarung tangan data memberikan umpan balik dari aplikasi komputer dalam bentuk sensasi taktil. Dengan memberikan umpan balik paksa kepada mereka yang berinteraksi dengan lingkungan virtual, haptik menciptakan aliran informasi dua arah.

Evolusi Teknologi Haptik 

Geser untuk menggulir →

Sejak diperkenalkan sekitar setengah abad yang lalu, haptik telah berkembang menjadi bidang canggih di mana sensasi seperti tekstur, suhu, tekanan, dan bahkan kelembutan dapat direkayasa ke dalam objek sehari-hari. Generasi baru haptik ini menjanjikan untuk membawa pengalaman digital lebih dekat ke interaksi fisik yang nyata.

Beragam teknologi haptik yang membentuk antarmuka hari ini menunjukkan seberapa cepat teknologi ini telah maju.

Smartphone dan wearable memanfaatkan umpan balik vibrotaktik untuk menghasilkan getaran, sementara haptik elektrostatis pada layar sentuh dan trackpad menciptakan ilusi tekstur atau gesekan pada layar yang pada dasarnya halus. Haptik termal mensimulasikan perubahan suhu untuk menambah keaslian pada interaksi virtual.

Umpan Balik Gaya menambahkan rasa tekanan atau gerakan untuk membuat interaksi terasa lebih nyata. Aktuator & motor haptik adalah apa yang membuat Anda merasakan resistensi pada pengontrol game atau perangkat VR.

Di luar itu, material pintar yang muncul seperti polimer elektroaktif dan magnetorheologis, yang berubah bentuk atau kekerasan ketika terkena medan listrik atau magnet, memungkinkan umpan balik haptik yang fleksibel.

Kemudian ada haptik piezoelektrik untuk umpan balik yang tepat dan terlokalisasi menggunakan tegangan. Gaya lateral kecil menerapkan gaya lateral kecil pada kulit, sementara haptik mikrofluidik menggunakan saluran cairan kecil untuk mensimulasikan sensasi sentuhan.

Teknologi lain dalam bidang yang berkembang ini adalah haptik pneumatik dan hidrolik, yang digunakan untuk mensimulasikan kekuatan genggaman, berat, atau dampak dengan memanfaatkan tekanan udara atau cairan.

Di antara teknologi tersebut, haptik hidrolik telah mendapatkan banyak perhatian di kalangan peneliti sebagai teknologi haptik ber-fidelity tinggi. Teknologi baru ini, pada akhirnya, memberikan sensasi kuat dan realistis yang melampaui kemampuan haptik berbasis getaran yang lebih lama.

Penggunaan cairan di sini memungkinkan penciptaan umpan balik gaya yang kuat, tepat, dan sangat dinamis. Selain itu, sistem haptik hidrolik dapat memberikan sensasi termal yang cepat dan realistis dengan mengalirkan air dengan suhu berbeda secara cepat. Di atas itu, sistem hidrolik dan pneumatik dapat diintegrasikan ke dalam perangkat lunak fleksibel, memungkinkan haptik wearable yang lebih alami yang mengurangi kelelahan pengguna dan mempertahankan kelincahan.

Dengan perangkat haptik saat ini yang sering besar dan kaku, yang membuatnya tidak cocok untuk interaksi ubiqutous, peneliti telah mengatasi kelemahan ini dengan mengembangkan pompa dan aktuator hidrolik miniatur, sehingga memungkinkan penciptaan wearable kecil yang jauh lebih praktis untuk penggunaan sehari-hari.

Sebagai contoh, beberapa tahun lalu, peneliti dari Autodesk Research, University of Manitoba, dan University of Toronto berkolaborasi untuk membuat HydroRing¹, sebuah perangkat yang dipakai pada jari untuk memberikan sensasi taktil suhu, getaran, dan tekanan guna memungkinkan interaksi haptik realitas campuran.

Saat aktif, wearable ini memberikan sensasi dengan bantuan cairan yang mengalir melalui tabung tipis fleksibel yang dipasang di atas ujung jari. Dalam mode pasif, ia memiliki dampak minimal pada kelincahan pengguna dan persepsi rangsangan.

Baru-baru ini, peneliti dari Georgia Tech memperkenalkan cincin haptik lunak mereka², yang menggabungkan aktuasi pneumatik dan hidrolik untuk meniru kelembutan, kekasaran, dan termal pada falang proksimal. Cincin ini terbuat dari silikon EcoFlex 00-30 untuk menyesuaikan properti mekanik kulit manusia, memungkinkan pemakainya menggunakan ujung jari untuk menjelajahi lingkungan sekitar.

Desainnya memungkinkan penyampaian getaran melalui inflasi pneumatik, sensasi termal melalui sirkulasi air dalam rangkaian hidrolik, dan tekanan secara bersamaan.

Setelah mengevaluasi efektivitas cincin dan teknik rendering, peneliti melakukan studi pengguna dengan 15 partisipan. Mereka menemukan tingkat akurasi hingga 90% dalam kemampuan partisipan mencocokkan tekstur virtual dengan yang nyata. Penilaian adjektif multidimensi juga menunjukkan bahwa perangkat secara efektif mengkomunikasikan sensasi taktil yang berbeda lintas modus.

Beberapa tahun lalu, peneliti dari Carnegie Mellon University mendorong teknologi lebih jauh dengan mengembangkan haptik berbasis hidrolik³ yang tipisnya hanya 5mm, cukup untuk dimasukkan ke dalam layar OLED agar notifikasi layar sentuh dapat dirasakan secara fisik.

Teknologi tampilan baru ini dapat memungkinkan pengguna memiliki cara yang lebih imersif dan interaktif untuk berinteraksi dengan notifikasi, menekan tombol, dan mengetik pada keyboard. Prototipe teknologi ini, menurut peneliti, dapat lebih lanjut memungkinkan antarmuka dinamis pada perangkat lain seperti pemutar musik, game, kendaraan listrik, dan lainnya.

Sekarang, peneliti di University of Bath telah mengembangkan teknologi baru yang responsif⁴ yang disebut HydroHaptics dan merespon bahkan ketukan dan cubitan.

Mengapa Haptik Hidrolik Lebih Unggul daripada Pneumatik (Penjelasan HydroHaptics)

Antarmuka lunak dan fleksibel menawarkan potensi interaksi unik tetapi menderita umpan balik gaya yang terbatas. Di sini, pendekatan pneumatik tidak cocok karena kurang responsif dan presisi sementara solusi mikrohidrolik memiliki input terbatas.

Jadi, sistem hidrolik menjadi pilihan sempurna. Sistem hidrolik menggunakan cairan sebagai fluida kerja, tidak seperti pendekatan pneumatik yang menggunakan udara, yang kompresibilitasnya membatasi kecepatan dan akurasi gaya serta perpindahan output. Cairan memungkinkan presisi lebih tinggi serta output yang lebih responsif.

Model hidrolik interaktif saat ini terutama menggunakan mikrohidrolik, yang dapat memberikan kontrol meningkat tetapi memiliki batasan volume, yang membatasi antarmuka ke tombol kecil, sehingga memengaruhi fleksibilitas input dan keberagaman bentuk.

Saat merancang sistem interaktif hidrolik, juga harus mengatasi kebocoran, keterbatasan back‑drivability, dan kebutuhan komponen khusus, yang membuat pencapaiannya lebih sulit.

Jadi, peneliti menciptakan HydroHaptics, sistem baru yang memungkinkan umpan balik gaya ber-fidelity tinggi pada antarmuka deformabel melalui transmisi hidrostatis. Platform ini mampu meningkatkan kualitas umpan balik gaya pada antarmuka lunak, sambil mempertahankan kualitas yang memungkinkan pengalaman pengguna kaya yaitu fleksibilitas, kelembutan, dan kebebasan input.

Teknologi ini memiliki beberapa keunggulan. Pertama, ia ditenagai oleh motor DC brushless dan tidak memerlukan pompa, katup, atau regulator. Dengan memanfaatkan ketersediaan, keterjangkauan, dan opsi kontrol motor kompak, peneliti dapat menciptakan efek umpan balik gaya pada HydroHaptics.

Dirancang dengan lebih sedikit komponen untuk dapat diskalakan mengurangi kerentanan sistem terhadap kebocoran sekaligus membuatnya dapat disesuaikan untuk antarmuka yang lebih besar. Sebagian besar komponen yang digunakan dalam sistem juga merupakan bagian off‑the‑shelf atau dicetak 3D.

Selain itu, HydroHaptics secara intrinsik dua arah untuk memungkinkan baik sensor interaksi gaya masuk maupun memberikan umpan balik gaya. Artinya, teknologi baru ini memungkinkan komunikasi dua arah antara orang dan objek yang mereka pegang atau kenakan.

Bersama, semua manfaat ini memberikan peluang unik untuk mengeksplorasi interaksi haptik pada antarmuka lunak dan mengembangkan perangkat deformabel baru.

Sekarang, HydroHaptics adalah sistem sumber terbuka dengan sel hidrolik tertutup, yang berisi jumlah cairan tetap, tidak dapat dimampatkan dan menghubungkan secara hidrolik dua permukaan fleksibel sel. Ini memungkinkan transmisi gaya dua arah di antara keduanya.

Aktuator mekanik linear berfungsi sebagai mesin haptik, yang dapat memberikan umpan balik gaya dengan memindahkan cairan, mentransmisikan gaya ke antarmuka deformabel. Untuk memungkinkan antarmuka berubah bentuk, mesin yang sama bergerak sebagai respons terhadap gaya yang diterapkan pada antarmuka deformabel sambil mempertahankan tekanan dalam sel hidrolik, yang dapat disesuaikan untuk menghasilkan tingkat kekakuan yang berbeda.

Dengan pendekatan ini, pengguna dapat merasakan getaran, klik tajam, dan resistensi yang bervariasi sementara permukaan tetap mempertahankan kelembutan dan fleksibilitas alaminya, tidak peduli bagaimana seseorang menekan, mencubit, atau memutar, “sesuatu yang, sampai sekarang, belum pernah mungkin,” kata James Nash, co‑lead studi yang merupakan mahasiswa PhD Ilmu Komputer di Bath.

Jadi, seseorang dapat mencubit, mengetuk, atau memutar objek seperti mouse komputer yang dapat dideformasi, pakaian, atau bantalan, dan objek tersebut akan merespons secara ekspresif dan bermakna, misalnya dengan meredupkan cahaya, memahat pada layar, atau mengubah saluran TV.

Input pengguna juga dapat dideteksi dengan memantau tekanan internal.

“Input dari pengguna terdeteksi oleh sistem melalui objek, dan pengguna kemudian merasakan respons haptik sistem melalui permukaan deformabel.”

– Peneliti utama Profesor Jason Alexander dari Departemen Ilmu Komputer di Bath.

Dengan cara ini, HydroHaptics memungkinkan pengalaman haptik yang berbeda pada antarmuka lunak dan deformabel, yang saat ini tidak praktis melalui pendekatan yang ada.
Dengan HydroHaptics, peneliti membuka pintu untuk peluang menarik dalam interaksi berbasis sentuhan dengan barang sehari-hari. Teknologi ini dapat sangat bermanfaat bagi game, teknologi wearable, simulasi medis, desain produk, dan bidang lainnya.

Gelombang Berikutnya Interaksi Manusia‑Komputer

Tim ilmuwan komputer dari Bath mempresentasikan studi mereka tentang HydroHaptics di ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’25) beberapa minggu lalu, di mana makalah tersebut menerima penghargaan honorable mention.

Dalam bentuknya saat ini, sistem berbentuk silinder, dengan bagian atasnya berupa kubah deformabel yang terbuat dari silikon, yang membuat permukaan atas sel yang terbuka, sementara bagian bawahnya juga tertutup dengan membran silikon fleksibel. Tepat di bawah sel terdapat sensor tekanan dan carriage sekrup, yang digerakkan oleh motor DC.

Ketika pengguna berinteraksi dengan kubah, seperti menekan atau memencetnya, mereka memindahkan air, menyebabkan air menekan ke bawah dan memperluas membran bawah. Sensor mendeteksi peningkatan tekanan yang dihasilkan dan mencocokkannya dengan gestur serta perintah yang terkait.

Untuk memberikan umpan balik taktil, perangkat menggunakan motor untuk memampatkan sel dari bawah, yang mendorong kubah ke atas melawan jari pengguna, sehingga menciptakan sensasi getaran berosilasi, klik khas, atau tombol tekan yang tegang.

Untuk menunjukkan kemampuan HydroHaptics dalam meningkatkan interaksi melalui umpan balik gaya halus, tim mengintegrasikannya ke dalam empat aplikasi sehari-hari.

Mouse komputer deformabel yang ditingkatkan dengan gaya, dengan kubah silikon lunak yang memungkinkan pengguna memahat objek digital di layar dengan menekan dan mendeformasi permukaan mouse.

Bantalan interaktif kecil yang memberikan umpan balik haptik sambil mempertahankan kelembutannya. Sebuah kantong HydroHaptic ditempatkan ke dalam bantalan untuk mengontrol perangkat pintar saat ditekan atau dicubit.

Ransel yang memberikan umpan balik gaya pada tubuh melalui tali. Ransel ini menyampaikan notifikasi smartphone melalui ketukan dan tekanan pada bahu, yang juga dapat digunakan untuk navigasi.

Joystick 3D‑printed yang ditingkatkan dengan gaya, ditingkatkan dengan teknologi HydroHaptic untuk meningkatkan imersi permainan video. Umpan balik haptik diberikan kepada pemain selama gameplay untuk mensimulasikan ketegangan, resistensi, atau dampak tajam.

Aplikasi‑aplikasi ini menunjukkan integrasi umpan balik haptik berkualitas pada antarmuka dan objek lunak serta fleksibel untuk pertama kalinya. Dan tim melihat banyak potensi untuk teknologi mereka di berbagai perangkat interaktif.

“Eksperimen kami menunjukkan ini adalah sistem andal untuk memungkinkan manusia berinteraksi dengan objek lunak secara bermakna yang akan meningkatkan cara kita hidup dan bekerja.”

– Profesor Jason Alexander

Untuk mengilustrasikan potensi HydroHaptics, ia memberi contoh pengguna yang merasakan efek fisik pada bantalan tempat mereka bersandar, yang mencerminkan apa yang terjadi di TV di depannya. Misalnya, getaran di bantalan ketika mobil melaju di jalan bergelombang di TV, atau bantalan menjadi keras ketika seseorang menabrak dinding keras. Contoh lain adalah pemakai ransel, yang tidak memerlukan ponsel untuk navigasi karena tali akan membimbing mereka melalui cubitan lembut ke bahu.

“Ini hanyalah dua dari banyak cara teknologi ini dapat diintegrasikan ke dalam hidup kita dalam waktu tidak terlalu lama di masa depan.”

– Alexander 

Untuk mengevaluasi kinerja teknologi mereka, tim melakukan serangkaian penilaian teknis menggunakan lengan robot presisi tinggi dan melakukan studi pengguna. Selama studi, tim menunjukkan kemampuan HydroHaptics untuk menciptakan efek haptik yang berbeda dengan akurasi identifikasi rata‑rata 82,6% untuk semua efek dan 92,8% untuk efek paling menonjol.

Sementara tim riset lain juga bekerja pada antarmuka lunak dan deformabel, menghasilkan prototipe yang menunjukkan sensasi sangat terlokalisasi atau tingkat umpan balik rendah, mereka belum mencapai skala, presisi, dan resolusi HydroHaptics.

Tim percaya produk HydroHaptics dapat siap dipasarkan dalam waktu dekat, jika minat pada teknologi mereka menjadi indikasi. “Dengan sumber daya yang cukup, tidak akan tidak realistis bagi ini menjadi produk dalam satu atau dua tahun,” kata Profesor Alexander.

Namun tentu saja, tim harus terlebih dahulu menyempurnakan mesin haptik sehingga ukurannya dapat dikurangi dan cocok untuk aplikasi komersial.

Sistem ini tidak tanpa keterbatasan teknis. Seperti yang dicatat dalam makalah, udara dapat terperangkap di dalam sel hidrolik atau bocor ke dalam sistem seiring waktu, yang dapat mengurangi kinerjanya. Selain itu, tekanan output tinggi memerlukan daya signifikan, yang dapat menimbulkan masalah termal.

Mengenai mesin haptik, pendekatan tim bergantung pada kekakuannya, dan meskipun dapat dipisahkan melalui selang fleksibel, mesin harus tetap terhubung ke antarmuka, yang tidak selalu memungkinkan untuk antarmuka yang sepenuhnya deformabel. Studi tersebut mencatat:

“HydroHaptics mewakili langkah berarti menuju tujuan jangka panjang mencapai sistem umpan balik gaya haptik yang sepenuhnya deformabel, dan pekerjaan masa depan harus berupaya mengurangi jumlah dan ukuran komponen kaku.” 

Berinvestasi dalam Teknologi Haptik

Texas Instruments (TXN ) adalah raksasa semikonduktor yang mengembangkan chip analog dan pemrosesan terintegrasi untuk berbagai pasar termasuk elektronik pribadi, otomotif, peralatan komunikasi, industri, dan sistem perusahaan.
TI juga merupakan pemain utama dalam industri haptik, menyediakan solusi terintegrasi yang mencakup driver haptik, pengontrol layar sentuh, dan perpustakaan perangkat lunak untuk menghasilkan umpan balik taktil dalam elektronik konsumen dan produk industri.

Texas Instruments (TXN )

Dengan kapitalisasi pasar $160,5 miliar, saham TXN saat ini diperdagangkan pada $176,93, turun 5,83% YTD tetapi naik 26,4% sejak terendah pada April. Saham TXN sebenarnya mencapai puncak tertinggi sepanjang masa (ATH) pada $221,69 pada bulan Juli.
Texas Instruments memiliki EPS (TTM) sebesar 5,28 dan P/E (TTM) sebesar 33,46. Dividen yield 3,22% ditawarkan kepada pemegang saham. Pada 16 Okt, TI mengumumkan dividen tunai kuartalan sebesar $1,42 per saham biasa. Dividen tersebut dinaikkan 4% bulan lalu, menandai 22 tahun berturut‑turut kenaikan.

Hasil Terbaru (Q2 2025): Texas Instruments melaporkan pendapatan $4,45 miliar (+16% YoY, +9% QoQ), laba bersih ~$1,30 miliar, dan EPS $1,41. Manajemen memperkirakan pendapatan Q3 $4,45–$4,80 miliar. Arus kas bebas (TTM) sekitar $1,8B dalam laporan Q2‑2025.

Kesimpulan

Seiring dunia haptik berkembang dan tumbuh, HydroHaptics mewakili pergeseran paradigma dalam cara kita akan menyentuh dan disentuh oleh teknologi. Dengan menggabungkan antarmuka lunak dan deformabel dengan umpan balik gaya yang tepat, teknologi ini membuka pintu ke interaksi yang lebih kaya dan alami dengan perangkat dan lingkungan kita.

Dari hiburan imersif hingga pelatihan medis dan rumah pintar, teknologi ini dapat mendefinisikan ulang cara manusia dan mesin berkomunikasi.

Referensi:

1. Han, T., Anderson, F., Irani, P., & Grossman, T. (2018). HydroRing: Mendukung haptik realitas campuran menggunakan aliran cairan. In Proceedings of the 31st Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’18) (pp. 913–925). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3242587.3242667
2. Sanz Cozcolluela, A., & Vardar, Y. (2025). Menghasilkan tekstur multimodal dengan cincin haptik hidro‑pneumatik lunak. Elsevier BV. https://doi.org/10.2139/ssrn.5170637
3. Shultz, C., & Harrison, C. (2023). Flat Panel Haptics: Embedded electroosmotic pumps for scalable shape displays. In Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (Article 745). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3544548.3581547
4. Nash, J. D., Sauvé, K., van Riet, C. M., van Oosterhout, A., Sharma, A., Clarke, C., & Alexander, J. (2025). HydroHaptics: Umpan Balik Gaya Ber‑fidelity Tinggi pada Antarmuka Deformabel Lunak menggunakan Transmisi Hidrostatis. In A. Bianchi, E. Glassman, W. E. Mackay, S. Zhao, J. Kim, & I. Oakley (Eds.), Proceedings of the 38th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’25) (Article No. 59). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3746059.3747679