Nieuwe haptische feedbacktechnologie brengt realistisch gevoel naar wearables en VR

Het is gemakkelijk om de zachte trilling van je smartwatch als vanzelfsprekend te beschouwen wanneer de timer die je hebt ingesteld voor je kokende water afgaat. Eenvoudige haptische feedback zoals deze heeft de afgelopen halve eeuw geholpen mens en machine efficiënter te communiceren. Nu kunnen recente doorbraken in het begrip van haptische feedback de sleutel zijn om computerinteracties bevredigender te maken en technologieën zoals AR/VR naar een hoger niveau te tillen. Hier is wat je moet weten.

De evolutie van haptische technologie

Haptische technologie verwijst naar aanvullende computerfeedback die wordt gegeven op basis van acties. De eerste voorbeelden van deze op aanraking gebaseerde feedbacksystemen verschenen tijdens de Tweede Wereldoorlog. Destijds besloten luchtvaartingenieurs dat het verstandig was om feedback te installeren op grote vliegtuigsystemen. De feedback stelde piloten in staat het gedrag van het vliegtuig beter in te schatten.

In de jaren zestig breidde de technologie zich uit naar andere militaire toepassingen voordat ze de commerciële sector betrad. In de daaropvolgende twee decennia zou de technologie zich uitbreiden naar diverse industrieën.

Opmerkelijk genoeg kwamen enkele van de eerste interacties van het publiek met haptische systemen uit videogames. Deze vroege systemen bewogen de stoel of het stuurwiel om ruw terrein of een botsing met een andere speler te simuleren.

Vroege medische toepassingen

Tegelijkertijd vonden haptische feedbacksystemen hun weg naar medische toepassingen. Sommige van hun eerste implementaties werden gezien bij het helpen van mensen met slecht zicht of gehoorproblemen. Deze systemen ondersteunden het genezingsproces en verbeterden in veel gevallen de levenskwaliteit van patiënten die aan langdurige aandoeningen leden.
Tijdens de jaren negentig en het begin van de jaren 2000 ging haptische feedback van een zeldzaamheid naar iets dat veel consumenten verwachtten van hun game-ervaring. Items zoals stille meldingen op mobiele telefoons en game-opties zoals het Aura Interactor-vest maken gebruik van eenvoudige haptische feedback om de gebruikerservaring te verbeteren en een extra laag sensorische communicatie te bieden.

De basis leggen voor virtueel aanraken

Interessant genoeg zagen sommige visionaire ingenieurs zelfs toen al haptische feedback als de sleutel tot het creëren van een naadloze virtuele wereld. Bewijs van deze inspanningen bestaat, zoals de PHANToM (Personal HAptic iNTerface Mechanism). De PHANToM stelde gebruikers in staat hun VR-ervaring te voelen via een vingerhoedachtige interface die tegenwerkende druk uitoefende wanneer ze virtuele objecten aanraakten.

Elektromechanische feedback: De basis van moderne haptiek

De meeste haptische feedbacksystemen vertrouwen op een vorm van elektromechanische kracht, meestal in de vorm van trillingen. Deze kinesthetische feedback is nog steeds het meest voorkomende type haptische feedback dat vandaag de dag wordt gebruikt. Je kunt deze systemen vinden in alledaagse items zoals je smartphone of horloge.

Bron – Hackaday

Elektromechanische haptische systemen komen in vele vormen, maar de meest voorkomende methode maakt gebruik van een actuator die een kleine roterende kracht uitoefent op een gewicht. Deze actie creëert het bekende gezoem dat je in je smartwatch vindt.

Meer geavanceerde versies van dit systeem, zoals die in de huidige gameconsole-controllers, bieden functies zoals dual shock. Deze optie levert meerdere lagen kracht afhankelijk van het gamescenario.

De opkomst van multisensorische haptiek

Het gebruik van multisensorische haptische apparaten neemt toe. Deze systemen benutten andere aanrakingen om meer sensorische feedback en communicatiemogelijkheden te bieden. Deze opkomende actuatietechnieken kunnen onder meer meerlagige trillingen, huidknijpen of -rekken, druk en temperatuursveranderingen omvatten.
Het gebruik van een multisensorisch haptisch systeem stelt ingenieurs in staat complexere informatie via meerdere kanalen te communiceren. Deze systemen worden door veel analisten gezien als de toekomst. Ze bieden cutane feedback en realistische aanrakingen die gaming, VR, AR en computerinteracties verbeteren. Hieronder staan enkele van de beste haptische feedbackopties van vandaag.

Polymeeractuatie

Polymeeractuatoren integreren slimme polymeren om stimulatie aan de gebruiker te bieden. Deze materialen zijn uniek omdat ze hun vorm of textuur veranderen wanneer ze worden blootgesteld aan bepaalde stimuli, zoals elektrische stroom of kracht. Deze systemen zijn extreem lichtgewicht en hebben geen extra elektrische componenten nodig om te functioneren. Ze kunnen prikken, knijpen, tikken en andere vormen van aanraking met gebruikers uitvoeren.

Fluidische actuatie

Fluidische actuatie haptische feedbackapparaten vertrouwen op onder druk staande lucht of vloeistof om energie te leveren aan hun haptische feedbackcomponenten. Deze systemen kunnen functioneren op locaties waar elektronische apparaten kunnen worden verstoord, zoals onder water of in gebieden met hoge magnetische interferentie. Hun unieke ontwerp maakt het mogelijk dat fluidische actuatoren meerlagige dynamische tactiele reacties genereren.

Thermische actuatie

Een andere populaire haptische methode die ingenieurs blijven verkennen is thermische actuatie. Deze systemen zullen warmte toepassen of de temperatuur verlagen om een persoon te informeren over een bepaalde taak of situatie. Deze systemen bieden een stille en vereenvoudigde manier van communiceren die niet veel bewegende delen vereist.

Barrières voor brede adoptie van haptiek

Haptische ontwikkelaarsopties blijven toenemen dankzij technologische doorbraken. Er zijn echter nog veel uitdagingen die overwonnen moeten worden om grootschalige adoptie te bereiken. Ten eerste is er het feit dat ieders huid anders is, en hun interpretatie van wat ze voelen verschilt. Wat voor de ene persoon een duidelijke melding lijkt, kan voor een ander niets lijken.

Variabiliteit

Een groot deel van dit probleem draait om de variabiliteit van iemands lichaam en huid. Diverse factoren, variërend van iemands gezondheid, leeftijd, huidelasticiteit, vochtigheid en zelfs lichaamsbeharing, kunnen de prestaties van deze apparaten beïnvloeden. Ook factoren zoals waar het apparaat gedragen wordt en hoe het bevestigd is, kunnen de effectiviteit van de communicatie met de drager beïnvloeden. Variabiliteit is een belangrijk aandachtspunt voor ontwikkelaars van haptische systemen. Cruciale details zoals luchtvochtigheid en zelfs de afstand tussen zenuwreceptoren zijn essentiële informatie die ontwikkelaars gebruiken om ervoor te zorgen dat hun apparaat functioneert.

Tactiele maskering

De term tactiele maskering verwijst naar het verlies van een van de tactiele feedbacksensaties door een tegenwerkend effect. Niemand ervaart dit op dezelfde manier, en naarmate ingenieurs complexere tactiele communicatiemethoden ontwikkelen, is het essentieel om ervoor te zorgen dat één tactiele actie de sensatie van de andere niet elimineert.

Bijvoorbeeld, je zou een apparaat kunnen hebben dat trilt en opwarmt in een bepaalde situatie. Er kunnen gebruikers zijn die de trilling niet voelen door de warmte, of omgekeerd. Deze uitdagingen moeten worden overwonnen om haptische feedbackcommunicatie ideaal te maken.

Binnen de Rice University Review: Haptiek van de volgende generatie

Onderzoekers van Rice University en andere topinstellingen werkten samen om diepgaand te onderzoeken hoe haptische apparaten kunnen worden gecreëerd die menselijk aanraking nabootsen met ongekende nauwkeurigheid. Hun review, “Wearable multi-sensory haptic devices,” gepubliceerd in Nature Reviews Bioengineering, opent de deur naar meer geavanceerde haptische feedbackinterfaces in de toekomst.

Het artikel begint met een grondige analyse van de staat van de wearables-industrie en -technologie. Een van de eerste ontdekkingen van de onderzoekers is dat er meer op multisensorische haptische technologie gebaseerde systemen opkomen.

Deze opties zullen helpen de interactie tussen computer en mens te verbeteren door de kloof tussen digitale en echte aanrakingen te overbruggen en machines en mensen in staat te stellen non-verbaal of visueel te communiceren.

Draagbare apparaten

Een aanzienlijk deel van de review richt zich op het belang van haptische apparaten in draagbare technologieën. Het team ontdekte dat wearables de snelste integratie van haptische feedbacksystemen zullen zien. Ze bepaalden dat sleutel factoren zoals draagbaarheid en comfort even belangrijk zullen zijn voor grootschalige adoptie als de functionaliteit.

Het artikel merkte op dat ontwerpers van wearables veel tijd moeten besteden aan het bedenken van de beste locaties en bevestigingen voor hun eenheden. Deze factoren spelen een rol in draagbaarheid vanwege comfort, maar ook in prestaties, aangezien bepaalde gebieden gevoeliger zijn voor aanrakingen dan andere.

Problemen met haptische feedback wearables

Enkele van de huidige problemen die dragers ondervinden bij het upgraden van haptische feedbacksystemen omvatten bevestigingssystemen, grootte, gewicht en actuatorcapaciteiten. Hoe kleiner de wearable, hoe kleiner de actuatoren, batterijen en andere componenten moeten zijn. In de toekomst zal het cruciaal zijn om deze systemen zowel in grootte als gewicht te verkleinen.

Belangrijkste inzichten uit de haptische review

De review benadrukt dat het optimaliseren van haptische systemen mogelijk een beter begrip vereist van hoe het menselijk brein aanraking interpreteert — niet alleen het verkleinen van componenten. Een groot deel van de ontwikkeling van haptische feedback moet gericht zijn op het begrijpen hoe het menselijk brein aanraking waarneemt. Deze gegevens zullen toekomstige ontwikkelaars helpen kleinere en nauwkeurigere apparaten te creëren die hoge prestaties leveren met minimale energiebehoefte.

Waarom dit belangrijk is: Voordelen van geavanceerde haptiek

Deze review brengt veel voordelen voor de markt. Ten eerste helpt het ingenieurs en consumenten het belang van deze technologie te begrijpen en hoe deze markten blijft hervormen. Bovendien helpt deze review de gemeenschap de cruciale punten te begrijpen die in overweging moeten worden genomen bij het creëren van geavanceerde multisensorische haptische systemen van de toekomst.

Toepassingen in de echte wereld & Tijdlijn:

Er zijn tal van toepassingen voor verbeterde mens-machine interfaces die haptische systemen kunnen bieden. Deze systemen kunnen het voor mensen op hun werk gemakkelijker en veiliger maken. Stel je een veiligheidsalarm voor dat op je telefoon trilt wanneer je een gebied met slechte luchtkwaliteit of een verboden zone betreedt. Hier zijn enkele andere toepassingen voor toekomstige haptische systemen

Draagbare apparaten

Smartwatches en andere wearables zijn de voor de hand liggende toepassing voor deze technologie. Deze apparaten kunnen worden geconfigureerd om vrijwel elke taak uit te voeren, en de mogelijkheid om de gebruiker een stille melding te geven kan levens redden en gemiste waarschuwingen voorkomen. Bijvoorbeeld, stel je voor dat je navigatiesysteem je smartwatch trilt bij de volgende afslag.

Gaming-accessoires

Als de snelst groeiende entertainmentsector zijn er miljarden winst te behalen voor ontwikkelaars van haptische apparaten. Gamingconsoles zijn al een van de belangrijkste manieren waarop mensen met haptische apparaten interageren. In de toekomst zullen deze apparaten veel complexer worden en in staat zijn om diepgaande feedback te geven over virtuele omgevingen, waardoor de game-ervaring naar een nieuw niveau wordt getild.

Immersieve media

Dit type systeem kan worden gebruikt om media veel meeslepender te maken. Decennialang zijn er al systemen die haptische feedback bieden, zoals stoelen die meebewegen met de actie of water dat nevelt tijdens bepaalde scènes. Nu kan dezelfde technologie in je huis terechtkomen.

Gezondheidszorg

Er is een lange lijst van medische toepassingen voor deze technologie. Van het creëren van protheses die de drager laten voelen tot hartslagmonitoren die de drager kunnen waarschuwen voor potentieel gevaar voordat het zich voordoet, haptische systemen zijn van vitaal belang in de medische sector.

Ingenieurs hebben al aangegeven dat deze technologie cruciaal kan zijn voor de vooruitgang van medische robotinteracties. Deze systemen kunnen chirurgen in staat stellen procedures uit te voeren met robots van over de hele wereld en nog veel meer. Voorlopig zullen haptische systemen blijven helpen mensen met gehoor- en gezichtsproblemen hun leven te verbeteren.

Robotica

Roboticsystemen kunnen haptische feedback gebruiken om controllers te laten voelen wat hun eenheid tegenkomt. Deze systemen stellen ingenieurs in staat een diepgaande en naadloze ervaring aan de piloot te bieden. Deze feedback stelt de piloot in staat uiterst precieze metingen te doen en delicate taken uit te voeren.

Tijdlijn van haptische feedback

Deze technologie is al verkrijgbaar. Je kunt verwachten dat geavanceerde multisensor haptische feedbacksystemen binnen de komende 3-5 jaar in apparaten worden geïntegreerd. De gegevens uit deze review zullen dit proces versnellen en ervoor zorgen dat de apparaten van morgen efficiënte communicatie kunnen bieden.

Onderzoekers haptische feedback

Rice University organiseerde de haptische feedback review. Het artikel werd geleid door Joshua J. Fleck. Hij kreeg ondersteuning van een team van ingenieurs en onderzoekers, waaronder Zane A. Zook, Janelle P. Clark, Darren J. Lipomi, Marcia K. O’Malley, Claudio Pacchierotti en Daniel J. Preston.

Het team zal zich nu richten op het verfijnen van hun ontdekkingen. Ze willen de industrie voorzien van details over hoe de responstijd, duurzaamheid en energie‑efficiëntie kunnen worden verbeterd. Deze acties zullen helpen de adoptie en innovatie te stimuleren.

Industrie‑spotlight: Meta Platforms Inc.

Er zijn verschillende bedrijven die zich hebben gestort op de VR/AR-markt. Deze bedrijven hebben verschillende niveaus van deelname, waarbij sommigen hardware leveren en anderen virtuele werelden zoals het metaverse creëren.

Samen bieden deze marktdeelnemers de tools die nodig zijn om de gemiddelde persoon diep in de virtuele wereld te laten duiken.  Hier is één bedrijf dat de leiding neemt in de grootschalige adoptie van VR/AR.

Meta Platforms Inc.

META Platforms Inc. (META ) betrad de markt in 2004 als Facebook. Het bedrijf steeg snel uit tot het toonaangevende sociale mediabedrijf ter wereld. Tegen 2012 was het bedrijf beursgenoteerd en was het miljarden waard.

META Platforms blijft haar activiteiten uitbreiden, met behulp van diverse strategieën, waaronder grootschalige overnames van concurrenten zoals Instagram en WhatsApp. In 2021 werd Facebook opnieuw hernoemd tot Meta Platforms als onderdeel van de verschuiving naar haar virtuele wereldaanbod. Vandaag is het een van de bekendste aanbieders van metaverse‑infrastructuur wereldwijd.

Slechts enkele jaren later kondigde META aan dat het opnieuw zou verschuiven van haar metaverse‑project naar AI‑systemen en modelcreatie. Deze zet toont de voortdurende innovatieve inspanningen van het bedrijf en haar doel om voorop te blijven lopen in geavanceerde technologieën zoals haptische feedback en VR.

Laatste nieuws over Meta Platforms Inc.

Een nieuwe generatie haptische feedback

De cruciale details uit deze review openen de deur naar meer meeslepende virtual reality, geavanceerde robotgeassisteerde chirurgie, protheses met tastfeedback, op afstand bestuurbare robotica en nog veel meer.

Opmerkelijk is dat deze review onthult dat de menselijke component van haptische feedback net zo belangrijk is als de gebruikte apparaten. Gelukkig zal deze review toekomstige ingenieurs helpen zich voor te bereiden op het creëren van computerinterfaces van de volgende generatie en meer.

Ontdek nu meer baanbrekende AR/VR-projecten.

Gerefereerde studies:

^{1. Fleck, J.J., Zook, Z.A., Clark, J.P. et al. Wearable multi-sensory haptic devices. Nat Rev Bioeng (2025). https://doi.org/10.1038/s44222-025-00274-w}