Teknologi Umpan Balik Haptik Baru Membawa Sentuhan Realistis ke Wearables dan VR

Anda mudah menganggap remeh getaran lembut pada smartwatch Anda ketika timer yang Anda atur untuk merebus air berbunyi. Umpan balik haptik sederhana seperti ini telah membantu manusia dan mesin berkomunikasi lebih efisien selama setengah abad terakhir. Sekarang, terobosan terbaru dalam pemahaman umpan balik haptik dapat menjadi kunci untuk membuat interaksi komputer lebih memuaskan dan mendorong teknologi seperti AR/VR ke tingkat berikutnya. Berikut yang perlu Anda ketahui.

Evolusi Teknologi Haptik

Teknologi haptik mengacu pada umpan balik komputer tambahan yang diberikan berdasarkan tindakan. Contoh pertama sistem umpan balik berbasis sentuhan ini muncul selama Perang Dunia II. Pada saat itu, insinyur aeronautika memutuskan bahwa memasang umpan balik pada sistem pesawat besar adalah keputusan yang bijaksana. Umpan balik tersebut memungkinkan pilot menilai perilaku pesawat dengan lebih baik.

Pada tahun 1960-an, teknologi ini berkembang ke aplikasi militer lainnya sebelum masuk ke sektor komersial. Selama dua dekade berikutnya, teknologi ini akan meluas ke berbagai industri.

Secara khusus, beberapa interaksi publik pertama dengan sistem haptik berasal dari video game. Sistem awal ini akan menggerakkan kursi atau setir untuk menggambarkan medan yang kasar atau mobil Anda ditabrak oleh pemain lain.

Aplikasi Medis Awal

Pada saat yang sama, sistem umpan balik haptik mulai digunakan dalam aplikasi medis. Beberapa implementasi pertama mereka terlihat membantu orang dengan penglihatan atau pendengaran yang rendah. Sistem ini membantu proses penyembuhan dan, dalam banyak kasus, meningkatkan kualitas hidup pasien yang menderita penyakit jangka panjang.
Selama tahun 1990-an dan awal 2000-an, umpan balik haptik beralih dari sesuatu yang langka menjadi hal yang banyak konsumen harapkan dari pengalaman bermain game mereka. Fitur seperti notifikasi senyap pada ponsel dan opsi game seperti rompi Aura Interactor memanfaatkan umpan balik haptik sederhana untuk meningkatkan pengalaman pengguna dan memberikan lapisan komunikasi sensorik tambahan.

Menyusun Dasar Sentuhan Virtual

Menariknya, bahkan pada masa itu, beberapa insinyur visioner melihat umpan balik haptik sebagai kunci untuk menciptakan dunia virtual yang mulus. Bukti upaya ini ada, seperti PHANToM (Personal HAptic iNTerface Mechanism). PHANToM memungkinkan pengguna merasakan pengalaman VR mereka melalui antarmuka berbentuk jari yang memberikan tekanan berlawanan ketika mereka menyentuh objek virtual.

Umpan Balik Elektromekanik: Fondasi Haptik Modern

Sebagian besar sistem umpan balik haptik mengandalkan bentuk gaya elektromekanik, biasanya berupa getaran. Umpan balik kinestetik ini masih menjadi jenis umpan balik haptik yang paling umum digunakan saat ini. Anda dapat menemukan sistem ini dalam barang sehari-hari seperti smartphone atau jam tangan Anda.

Sumber – Hackaday

Sistem haptik elektromekanik hadir dalam berbagai bentuk, tetapi metode yang paling umum menggunakan aktuator yang memberikan gaya rotasi kecil pada sebuah beban. Aksi ini menghasilkan getaran khas yang Anda temukan pada smartwatch Anda.

Versi yang lebih canggih dari sistem ini, seperti yang ditemukan pada kontroler konsol game masa kini, menawarkan fitur seperti dual shock. Opsi ini memberikan beberapa lapisan gaya tergantung pada skenario permainan.

Kebangkitan Haptik Multisensori

Penggunaan perangkat haptik multisensori semakin meningkat. Sistem ini memanfaatkan sensasi sentuhan lain untuk memberikan umpan balik sensorik yang lebih banyak serta kemampuan komunikasi yang lebih luas. Metode aktuasi yang muncul ini dapat mencakup getaran multi‑level, menjepit atau meregangkan kulit, tekanan, dan perubahan suhu.
Penggunaan sistem haptik multi‑sensor memungkinkan insinyur menyampaikan informasi yang lebih kompleks melalui berbagai jalur. Banyak analis melihat sistem ini sebagai masa depan. Mereka menawarkan umpan balik kulit dan sensasi sentuhan realistis yang meningkatkan gaming, VR, AR, dan interaksi komputer. Berikut beberapa opsi umpan balik haptik teratas saat ini.

Aktuasi Polimerik

Aktuator polimerik mengintegrasikan polimer pintar untuk memberikan rangsangan kepada pengguna. Material ini unik karena mengubah bentuk atau teksturnya ketika terkena rangsangan tertentu, seperti arus listrik atau gaya. Sistem ini sangat ringan dan tidak memerlukan komponen listrik tambahan untuk beroperasi. Mereka dapat menusuk, menjepit, mengetuk, dan melakukan bentuk sentuhan lain dengan pengguna.

Aktuasi Fluida

Perangkat umpan balik haptik dengan aktuasi fluida mengandalkan udara atau cairan bertekanan untuk memberikan energi ke komponen umpan balik haptik mereka. Sistem ini dapat beroperasi di lokasi di mana perangkat elektronik mungkin terganggu, seperti di bawah air atau di area dengan interferensi magnetik tinggi. Desain unik mereka memungkinkan aktuator fluida menghasilkan respons taktil dinamis multi‑level.

Aktuasi Termal

Metode haptik populer lain yang terus dieksplorasi insinyur adalah aktuasi termal. Sistem ini akan memberikan panas atau menurunkan suhu untuk memberi tahu seseorang tentang tugas atau skenario tertentu. Sistem ini menawarkan metode komunikasi yang senyap dan sederhana tanpa memerlukan banyak bagian bergerak.

Hambatan Adopsi Haptik Secara Luas

Opsi pengembang haptik terus bertambah berkat terobosan teknologi. Namun, masih banyak tantangan yang harus diatasi untuk mencapai adopsi skala besar. Salah satunya adalah fakta bahwa kulit setiap orang berbeda, dan interpretasi mereka terhadap apa yang dirasakan juga berbeda. Oleh karena itu, apa yang tampak sebagai notifikasi jelas bagi satu orang mungkin tidak terasa sama bagi orang lain.

Variabilitas

Banyak dari masalah ini berpusat pada variabilitas tubuh dan kulit setiap orang. Berbagai faktor, mulai dari kesehatan, usia, elastisitas kulit, kelembapan, hingga rambut tubuh, dapat memengaruhi kinerja perangkat ini. Selain itu, faktor seperti lokasi pemakaian perangkat dan cara pemasangannya dapat memengaruhi kemampuan perangkat berkomunikasi secara efektif dengan pemakainya. Variabilitas menjadi perhatian utama bagi pengembang sistem haptik. Detail penting seperti tingkat kelembapan dan bahkan jarak antar reseptor saraf merupakan informasi vital yang digunakan pengembang untuk memastikan perangkat berfungsi dengan baik.

Penyamaran Taktile

Istilah penyamaran taktile mengacu pada hilangnya salah satu sensasi umpan balik taktil karena efek pembatalan. Tidak ada yang merasakannya dengan cara yang sama, dan seiring insinyur merancang metode komunikasi taktil yang lebih kompleks, penting untuk memastikan bahwa satu aksi taktil tidak menghilangkan sensasi aksi lainnya.
Sebagai contoh, Anda dapat memiliki perangkat yang bergetar dan memanas dalam skenario tertentu. Mungkin ada pengguna yang tidak merasakan getaran karena panas atau sebaliknya. Tantangan ini harus diatasi agar komunikasi umpan balik haptik menjadi ideal.

Di Dalam Tinjauan Universitas Rice: Haptik Generasi Berikutnya

Peneliti dari Universitas Rice dan institusi terkemuka lainnya bekerja sama untuk menyelami pembuatan perangkat haptik yang meniru sentuhan manusia dengan fidelitas yang belum pernah ada sebelumnya. Tinjauan mereka, “Wearable multi-sensory haptic devices“, yang dipublikasikan di Nature Reviews Bioengineering, membuka pintu bagi antarmuka umpan balik haptik yang lebih maju di masa depan.

Makalah tersebut dimulai dengan analisis mendalam tentang keadaan industri dan teknologi wearables. Salah satu temuan pertama para peneliti adalah bahwa semakin banyak sistem berbasis teknologi haptik multisensori yang muncul.

Pilihan ini akan membantu meningkatkan interaksi komputer-manusia dengan menjembatani kesenjangan antara sensasi sentuhan digital dan dunia nyata serta memungkinkan mesin dan manusia berkomunikasi secara nonverbal atau visual.

Wearables

Sebagian besar tinjauan berfokus pada pentingnya perangkat haptik dalam wearables. Tim menemukan bahwa wearables akan mengalami integrasi sistem umpan balik haptik paling cepat. Mereka menentukan bahwa faktor kunci seperti kenyamanan dan dapat dipakai akan memainkan peran sebesar kemampuan dalam adopsi skala besar.
Makalah tersebut mencatat bahwa perancang wearable harus menghabiskan banyak waktu memikirkan lokasi dan pemasangan terbaik untuk unit mereka. Faktor-faktor ini berpengaruh pada kenyamanan karena kenyamanan, serta pada kinerja, karena area tertentu lebih responsif terhadap sensasi sentuhan dibandingkan area lain.

Masalah pada Wearables dengan Umpan Balik Haptik

Beberapa masalah saat ini yang dihadapi pengguna ketika membahas peningkatan sistem umpan balik haptik meliputi sistem pemasangan, ukuran, berat, dan kemampuan aktuator. Semakin kecil wearable, semakin kecil pula aktuator, baterai, dan komponen lainnya harus dibuat. Di masa depan, sangat penting untuk memperkecil sistem ini baik dari segi ukuran maupun berat.

Poin Penting dari Tinjauan Haptik

Tinjauan menyoroti bahwa mengoptimalkan sistem haptik mungkin memerlukan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana otak manusia menafsirkan sentuhan—bukan sekadar membuat komponen lebih kecil. Banyak pengembangan umpan balik haptik harus diarahkan pada pemahaman cara otak manusia merasakan sentuhan. Data ini akan membantu pengembang masa depan menciptakan perangkat yang lebih kecil dan lebih presisi dengan kinerja tinggi serta kebutuhan energi minimal.

Mengapa Ini Penting: Manfaat Haptik Tingkat Lanjut

Ada banyak manfaat yang dibawa tinjauan ini ke pasar. Pertama, tinjauan ini membantu insinyur dan konsumen memahami pentingnya teknologi ini dan bagaimana ia terus mengubah pasar. Selain itu, tinjauan ini membantu komunitas memahami poin-poin vital yang harus dipertimbangkan saat menciptakan sistem haptik multisensori canggih di masa depan.

Aplikasi Dunia Nyata & Garis Waktu:

Ada banyak aplikasi untuk antarmuka manusia-mesin yang ditingkatkan yang dapat disediakan oleh sistem haptik. Sistem ini dapat membuat pekerjaan orang menjadi lebih mudah dan aman. Bayangkan alarm keamanan bergetar di ponsel Anda ketika Anda memasuki area dengan kualitas udara rendah atau area yang dibatasi. Berikut beberapa aplikasi lain untuk sistem haptik masa depan.

Wearables

Smartwatch dan wearables lainnya adalah aplikasi yang jelas untuk teknologi ini. Perangkat ini dapat diprogram untuk melakukan hampir semua tugas, dan kemampuan memberikan notifikasi senyap kepada pengguna dapat membantu menyelamatkan nyawa serta menghindari kehilangan peringatan. Misalnya, bayangkan sistem navigasi Anda bergetar pada smartwatch Anda saat giliran belokan berikutnya.

Aksesori Gaming

Sebagai sektor hiburan yang tumbuh paling cepat, terdapat miliaran dolar keuntungan yang dapat diraih oleh pengembang perangkat haptik. Saat ini, konsol game telah menjadi salah satu cara utama orang berinteraksi dengan perangkat haptik. Di masa depan, perangkat ini akan menjadi jauh lebih rumit dan memperoleh kemampuan memberikan umpan balik mendalam tentang lingkungan virtual, meningkatkan pengalaman bermain ke tingkat baru.

Media Imersif

Sistem serupa dapat digunakan untuk membuat media jauh lebih imersif. Selama beberapa dekade, telah ada sistem umpan balik haptik, seperti kursi yang bergerak mengikuti aksi atau air yang menyemprot pada adegan tertentu. Sekarang, teknologi yang sama dapat masuk ke rumah Anda.

Kesehatan

Terdapat daftar panjang aplikasi medis untuk teknologi ini. Mulai dari menciptakan prostetik yang memungkinkan pemakainya merasakan hingga monitor detak jantung yang dapat memberi tahu pemakainya tentang potensi bahaya sebelum terjadi, sistem haptik sangat penting dalam industri medis.
Insinyur telah menyatakan bahwa teknologi ini dapat menjadi kunci dalam memajukan interaksi robotik medis. Sistem ini dapat memungkinkan ahli bedah melakukan prosedur menggunakan robot dari seluruh dunia dan banyak lagi. Untuk saat ini, sistem haptik akan terus membantu mereka yang memiliki masalah pendengaran dan penglihatan meningkatkan kualitas hidup.

Robotika

Sistem robotika dapat menggunakan umpan balik haptik untuk memungkinkan pengendali merasakan apa yang dihadapi unit mereka. Sistem ini akan memungkinkan insinyur memberikan pengalaman mendalam dan mulus kepada operator. Umpan balik ini memungkinkan operator melakukan pengukuran sangat kecil dan melaksanakan tugas-tugas halus.

Garis Waktu Umpan Balik Haptik

Teknologi ini sudah mulai tersedia di pasaran. Anda dapat mengharapkan sistem umpan balik haptik multi‑sensor canggih terintegrasi ke dalam perangkat dalam 3‑5 tahun ke depan. Data yang disajikan dalam tinjauan ini akan mempercepat proses tersebut dan memastikan perangkat masa depan dapat memberikan komunikasi yang efisien.

Peneliti Umpan Balik Haptik

Universitas Rice menjadi tuan rumah tinjauan umpan balik haptik. Makalah tersebut dipimpin oleh Joshua J. Fleck. Ia mendapat dukungan dari tim insinyur dan peneliti, termasuk Zane A. Zook, Janelle P. Clark, Darren J. Lipomi, Marcia K. O’Malley, Claudio Pacchierotti, dan Daniel J. Preston.
Tim kini akan memfokuskan upayanya pada penyempurnaan temuan mereka. Mereka ingin memberikan industri detail tentang cara meningkatkan waktu respons, daya tahan, dan efisiensi energi. Tindakan ini akan membantu mendorong adopsi dan inovasi.

Sorotan Industri: Meta Platforms Inc.

Ada beberapa perusahaan yang telah memasuki arena VR/AR. Perusahaan-perusahaan ini memiliki tingkat partisipasi yang beragam, dengan beberapa menyediakan perangkat keras dan lainnya menciptakan dunia virtual seperti metaverse.
Bersama-sama, para peserta pasar ini menyediakan alat yang diperlukan untuk memungkinkan orang biasa menyelami dunia virtual secara mendalam. Berikut satu perusahaan yang memimpin upaya adopsi VR/AR skala besar.

Meta Platforms Inc.

META Platforms Inc. (META ) memasuki pasar pada tahun 2004 sebagai Facebook. Perusahaan dengan cepat menjadi terkenal sebagai perusahaan media sosial terkemuka di dunia. Pada tahun 2012, perusahaan tersebut go public dan bernilai miliaran.

META Platforms terus memperluas operasinya, menggunakan berbagai taktik, termasuk akuisisi tingkat tinggi terhadap pesaing seperti Instagram dan WhatsApp. Pada tahun 2021, Facebook kembali berganti nama menjadi Meta Platforms sebagai bagian dari pergeseran menuju penawaran dunia virtualnya. Saat ini, ia menjadi salah satu penyedia infrastruktur metaverse paling dikenal di dunia.