HydroHaptics: Myke Overflater Med Reell Kraft Tilbakekobling

Berøring er en av våre viktigste sanser, og den begynner å utvikle seg før vi er født. Det er faktisk den første sansen som utvikles i menneskeembryologi.

Som en integrert del av våre liv, skjer berøring når spesialiserte nerveceller registrerer taktil informasjon fra huden og overfører den til hjernen, der den oppfattes som temperatur, trykk, smerte og vibrasjon.
Våre sansenerver er svært mangfoldige, med endene holdt i varierte sansestrukturer. Disse nervecellene arbeider i harmoni for å registrere mange forskjellige kvaliteter av berøring.
Ettersom vår forståelse av den intrikate språket til berøring har økt, har også vår evne til å gjenskape det gjennom teknologi. Dette er der haptikk kommer inn, et fremvoksende felt som oversetter den sanserike rikdommen av menneskelig berøring til digitale og mekaniske erfaringer.
Avledet fra det greske ordet ‘haptein’, som betyr kontakt eller å berøre, refererer haptikk til sansning og manipulering gjennom berøring. Det omfatter også bruk av teknologi for å skape taktil sansning som vibrasjoner eller kraft tilbakekobling. Eksempler inkluderer spillkontrollere, smartphone-vibrasjoner, robotisk kirurgi og virtuell virkelighet.
Haptikk gjør det mulig for en bruker å berøre og føle fjerne objekter indirekte. Spesialenheter som joysticks og datahansker gir tilbakekobling fra dataprogrammer i form av taktil sansning. Ved å gi tvungen tilbakekobling til de som interagerer med virtuelle miljøer, skaper haptikk en toveisk informasjonsstrøm.

Utviklingen av Haptisk Teknologi

Swipe for å rulle →

Siden dens innføring for omtrent et halvt århundre siden, har haptikk utviklet seg til et sofistikert felt der sansninger som tekstur, temperatur, trykk og til og med mykhet kan bli konstruert inn i hverdagsobjekter. Denne nye generasjonen av haptikk lover å bringe digitale erfaringer nærmere virkelig, fysisk interaksjon.

Den mangfoldige rekken av haptisk teknologi som former dagens grensesnitt, viser hvor raskt teknologien har fremmet.
Smarttelefoner og wearables benytter vibrotaktil tilbakekobling for å generere vibrasjoner, mens elektrostatisk haptikk i berøringskjemper og pekepadder skaper en illusjon av tekstur eller friksjon på en ellers glatt skjerm. Termisk haptikk simulerer temperaturforandringer for å bringe mer realisme til virtuelle interaksjoner.
Krafttilbakekobling legger til en følelse av trykk eller bevegelse for å gjøre interaksjoner mer realistiske. Haptisk aktuatorer og motorer er det som gjør at du føler motstand på en spillkontroller eller en VR-enhet.
Forbi disse, nye smarte materialer som elektroaktive og magnetorheologiske polymerer, som endrer form eller fasthet når de utsettes for elektriske eller magnetiske felt, muliggjør fleksible haptiske tilbakekoblinger.
Deretter finnes det piezoelektrisk haptikk for presise og lokaliserede tilbakekoblinger ved hjelp av spenning. Små laterale krefter påfører små laterale krefter på huden, mens mikrofluidisk haptikk benytter små væskekanaler for å simulere berøringsfølelser.

En annen teknologi i dette voksende feltet er pneumatisk og hydraulisk haptikk, som benyttes for å simulere grepstyrke, vekt eller påvirkning ved hjelp av luft- eller væsketrykk.
Blant disse har hydraulisk haptikk fått mye oppmerksomhet blant forskere som en høytroverdighet haptisk teknologi. Denne fremvoksende teknologien gir kraftige og realistiske sansninger som overstiger evnene til eldre vibrasjonsbasert haptikk.
Bruken av væsker her gjør det mulig å skape sterke, presise og svært dynamiske krafttilbakekoblinger. I tillegg kan hydrauliske haptiske systemer gi rask og realistisk termisk sansning ved å raskt sirkulere vann med forskjellige temperaturer. Ovenfor dette kan hydrauliske og pnevmatiske systemer integreres i myke, fleksible enheter, som tillater mer naturlig wearables-haptikk som reduserer brukerutmattelse og opprettholder fingernemhet.
Med at gjeldende haptiske enheter ofte er bulke og stive, noe som gjør dem uegnet for allomfattende interaksjon, har forskere adressert denne ulemper ved å utvikle miniature hydrauliske pumper og aktuatorer, og dermed muliggjort skapelsen av små, wearables som er langt mer praktiske for hverdagsbruk.
For eksempel, for noen år siden samarbeidet forskere fra Autodesk Research, University of Manitoba og University of Toronto for å skape HydroRing¹, en enhet som bæres på fingeren for å levere taktil sansning av temperatur, vibrasjon og trykk for å muliggjøre blandet virkelighet haptiske interaksjoner. 
Når den er aktiv, gir denne wearablen sansninger med hjelp av væske som reiser gjennom en tynn, fleksibel tube som bæres over fingerpaden. I passiv modus har den minimal innvirkning på en brukers fingernemhet og deres sansning av stimuli.
Mer nylig introduserte forskere fra Georgia Tech deres myke haptiske ring², som kombinerer pnevmatiske og hydrauliske aktuatorer for å etterligne mykhet, ruhet og termisk på proximale falanx. Denne ringen, som er laget av EcoFlex 00-30 silikon for å matche de mekaniske egenskapene til menneskets hud, muliggjør at bærerne kan bruke fingertuppene til å utforske omgivelsene. 
Dens design akkommoderer levering av vibrasjon gjennom pnevmatiske oppblåsning, termiske sansninger gjennom sirkulering av vann i en hydraulisk krets, og trykk samtidig. 
Ved å evaluere effektiviteten til ringen og renderingsteknikkene, gjennomførte forskerne en brukerstudie med 15 deltakere. De fant en nøyaktighetsrate på opptil 90% i deltakernes evne til å matche virtuelle teksturer med virkelige. Fltdimensjonale adjektivvurderinger indikerer også at enheten kommuniserte distinkte taktil sansninger på tvers av modaliteter.
For noen år siden, tok forskere fra Carnegie Mellon University teknologien videre ved å utvikle hydrauliskbasert haptikk³ tynt nok, bare 5mm, til å bli plassert i en OLED-skjerm for å muliggjøre at berøringskjempe-varslinger kunne bli fysisk følt. 
Den nye skjermteknologien kan tillate brukerne å ha en mer immersiv og interaktiv måte å engasjere seg med varslinger, trykke på knapper og skrive på tastaturet. Prototypen, ifølge forskerne, kan videre tillate dynamiske grensesnitt på andre enheter som musikspillere, spill, elektriske kjøretøy og mer.
Nå har forskere ved University of Bath utviklet en responsiv ny teknologi⁴ kalt HydroHaptics som responderer på selv trykk og klemmer.

Hvorfor Hydraulisk Haptikk Overgår Pneumatiske (HydroHaptics Forklart)

Myke og fleksible grensesnitt tilbyr unik interaksjonsmulighet, men lider under begrensede krafttilbakekoblinger. Her er pneumatiske tilnærminger ikke egnet på grunn av manglende responsivitet og presisjon, mens mikrohydrauliske løsninger har begrensede inndata. 
Derfor er hydrauliske systemer det perfekte valget. Hydrauliske systemer benytter væske som arbeidsfluid, i motsetning til pneumatiske tilnærminger som benytter luft, hvis kompressibilitet begrenser hastighet og nøyaktighet av kraft og forplassning av utgang. Væsken tillater større presisjon samt mer responsiv utgang.
Gjeldende interaktive hydrauliske modeller benytter hovedsakelig mikrohydraulikk, som kan gi økt kontroll, men har volumbegrensninger, som begrenser grensesnittet til små knapper, noe som påvirker inndatafleksibilitet og formdiversitet. 
Ved å designe hydrauliske interaktive systemer, må man også håndtere lekkasjer, begrensede bakdrivbarhet og behov for spesialiserte komponenter, noe som gjør det vanskeligere å oppnå dem.
Derfor har forskerne skapt HydroHaptics, et nytt system som muliggjør høytroverdighet krafttilbakekobling på deformerbare grensesnitt gjennom hydrostatisk overføring. Denne plattformen er i stand til å forbedre kvaliteten på krafttilbakekobling på myke grensesnitt, samtidig som den opprettholder egenskapene som muliggjør rike brukeropplevelser, dvs. fleksibilitet, mykhet og frihet i inndata.
Denne teknologien kommer med flere fordeler. For det første er den drevet av en børstløs DC-motor og trenger ikke pumper, ventiler og regulatorer. Ved å utnytte tilgjengeligheten, rimeligheten og kontrollmulighetene til den kompakte motoren, kan forskerne skape krafttilbakekoblings-effekter på HydroHaptics. 
Ved å være designet med færre komponenter for å være skalerbar, reduserer systemet sin sårbarhet for lekkasjer, samtidig som det gjør det tilpassbart til større grensesnitt. De fleste komponenter som brukes i systemet er også enten standarddel eller 3D-utskrevne.
I tillegg er HydroHaptics intrinsisk toveis for å muliggjøre både sansning av kraftinndatainteraksjoner og levere krafttilbakekobling. Dette betyr at den nye teknologien muliggjør toveisk kommunikasjon mellom en person og objektet de holder eller bærer. 
Sammen gir alle disse fordelene unike muligheter til å utforske haptiske interaksjoner på myke grensesnitt og utvikle nye deformerbare enheter.
Nå er HydroHaptics et åpen kilde-system med en lukket hydraulisk celle, som inneholder en fast mengde væske, som er ikompresibel og hydraulisk kobler de to fleksible overflatene av cellen. Dette muliggjør overføring av toveis kraft mellom dem.
En lineær mekanisk aktuator fungerer som haptisk motor, som kan gi krafttilbakekobling ved å forplasse væsken, overføre kraft til det deformerbare grensesnittet. For å tillate grensesnittet å deformere, flytter samme motor i respons til kraften som påføres det deformerbare grensesnittet, samtidig som den opprettholder trykket inni den hydrauliske cellen, som er justerbar for å rendre forskjellige stivhetsnivåer.
Ved å bruke denne tilnærmingen, kan brukerne føle vibrasjoner, skarpe klikk og varierte motstand, samtidig som overflaten beholder sin naturlige mykhet og fleksibilitet, uavhengig av hvordan en trykker, klemmer eller vrir den, “noe som, før nå, bare ikke har vært mulig,” sa studie-sam-arbeider James Nash, som er en Bath Computer Science PhD-student.
Så en person kan klemme, trykke eller vri et objekt som en myk datamus, et klesplagg eller en pute, og det objektet vil respondere på en uttrykksfull og meningsfull måte, for eksempel ved å slukke lys, skulptur på en skjerm eller endre TV-kanal.
Brukerinndata kan også sanses ved å overvåke det interne trykket.

“Inndata fra brukeren sanses av systemet gjennom objektet, og brukeren føler deretter systemets haptiske respons gjennom det deformerbare overflaten.”

– Studie-leder Professor Jason Alexander fra Department of Computer Science at Bath.

På denne måten tillater HydroHaptics distinkte haptiske erfaringer på myke, deformerbare grensesnitt, som for øyeblikket er uvirkelige gjennom eksisterende tilnærminger.
Med HydroHaptics åpner forskerne døren til spennende muligheter for berøringsbasert interaksjon med hverdagsobjekter. Teknologien kan være svært nyttig for spill, wearables, medisinsk simulering, produktutforming og andre felt.

Neste Bølge av Menneske-Computer Interaksjon

Laget av datavitenskapsfolk fra Bath presenterte sin studie om HydroHaptics på ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’25) for noen uker siden, hvor papiret mottok en ærefull omtale-pris.
I sin eksisterende form er systemet i en sylindrisk form, på toppen av hvilket er et deformerbart kuppel laget av silikon, som gjør den eksponerte overflaten av cellen, hvis bunn også er forseglet med en fleksibel silikonmembran. Rett under cellen er det et trykksensor og en skruv-vogn, som er drevet av DC-motoren.
Når brukeren interagerer med kuppelen, som i trykk eller klemming, forflytter de væsken, noe som får den til å trykke ned på og utvide den nedre membranen. Sensoren registrerer den resulterende økningen i trykk og matcher det til den tilsvarende gesten og kommandoen som er assosiert med det.
For å gi taktil tilbakekobling, bruker enheten motoren til å komprimere cellen fra neden, noe som skyver kuppelen oppover mot brukerens finger, og dermed skaper en sansning av en oscillerende vibrasjon, en distinkt klikk eller en spennt push-knapp.
For å demonstrere HydroHaptics’ evne til å forbedre interaksjon gjennom fin-kornet krafttilbakekobling, integrerte laget det i fire hverdagsapplikasjoner. 
En kraft-forsterket, deformerbart datamus med en myk, silikon-kuppel som tillot brukerne å skulptur digitale objekter på en skjerm ved å trykke og deformere mus-overflaten. 
En liten interaktiv pute som leverer haptisk tilbakekobling samtidig som den opprettholder sin mykhet. En HydroHaptics-pose ble plassert i puten for å kontrollere smarte enheter når den ble trykket eller klemmet.
En ryggsekk som gir på-kroppen krafttilbakekobling gjennom remmene. Den leverte smartphone-varslinger gjennom skulder-tap og trykk, som også kunne brukes til navigasjon.
En 3D-utskrevet kraft-forsterket joystick forbedret med HydroHaptics-teknologi for å forbedre video-spill-immersjon. Haptisk tilbakekobling ble gitt til spillere under spill for å simulere spenning, motstand eller skarp påvirkning.
Disse applikasjonene demonstrerer integreringen av kvalitets haptisk tilbakekobling i myke, fleksible grensesnitt og objekter for første gang. Og laget ser en rekke muligheter for sin teknologi over et bredt spekter av interaktive enheter.

“Våre eksperimenter viser at dette er et pålitelig system for å tillate en menneske å interagere med myke objekter på en meningsfull måte som vil forbedre måten vi lever og arbeider.”

– Professor Jason Alexander

For å illustrere HydroHaptics’ potensiale, ga han eksempelet på en bruker som føler fysiske effekter i puten en hviler på, som speiler hva som skjer på TV-en foran dem. For eksempel, vibrasjonen i puten når en bil kjører på en bumpete vei på TV-en, eller puten blir solid når noen treffer en hard vegg. Et annet eksempel er ryggsekk-bæreren, som ikke trenger telefonen for navigasjon, siden remmene vil guide dem gjennom lette klemmer på skulderen.

“Dette er bare to av de mange måtene denne teknologien kunne integreres i våre liv i ikke-for-distant fremtid.”

– Alexander 

For å evaluere ytelsen til deres teknologi, gjennomførte laget en rekke tekniske vurderinger ved hjelp av en høy-presisjons robot-arm og gjennomførte en brukerstudie. Under studien demonstrerte HydroHaptics’ evne til å skape distinkte haptiske effekter med en gjennomsnittlig identifiseringsnøyaktighet på 82,6% over alle effekter og 92,8% på den mest distinkte effekten. 
Mens andre forskningslag også arbeider med myke, deformerbare grensesnitt, har de produsert prototyper som viser høyt lokaliserede sansninger eller forskjellige nivåer av lavtroverdighet tilbakekobling, har de ikke oppnådd HydroHaptics’ nivå av skala, presisjon og oppløsning.
Laget tror at HydroHaptics-produkter kan være markedsklare snart, hvis interessen for deres teknologi er noen indikasjon. “Gitt tilstrekkelig ressurser, ville det ikke være urimelig at dette kunne være i et produkt om ett eller to år,” sa Professor Alexander.
Men selvfølgelig må laget først forbedre haptisk motoren så at dens bulk kan reduseres og gjøres egnet for kommersielle applikasjoner.
Systemet er ikke uten sine tekniske begrensninger heller. Som papiret noterte, kan luft bli fanget inni den hydrauliske cellen eller lekke inn i systemet over tid, noe som kan redusere dens ytelse. I tillegg kan høyt utgangstrykk skape behov for betydelig kraft, noe som kan føre til termiske problemer.
Når det gjelder haptisk motor, er lagets tilnærmning avhengig av at den er stiv, og selv om den kan separeres gjennom en fleksibel slange, må den forbli koblet til grensesnittet, noe som ikke alltid er mulig for fullstendig deformerbare grensesnitt. Studien noterte:

“HydroHaptics representerer et meningsfullt skritt mot det langvarige målet om å oppnå fullstendig deformerbare haptiske krafttilbakekoblingssystemer, og fremtidig arbeid bør sikte mot å redusere antallet og størrelsen på stive komponenter.” 

Investering i Haptikk-teknologi

Texas Instruments (TXN ) er en halvleder-gigant som utvikler analoge og innbygde prosesserings-chipper for forskjellige markeder, inkludert personlige elektronikk, bil, kommunikasjonsutstyr, industri og bedriftssystemer.
TI er også en stor spiller i haptikk-industrien, og tilbyr integrerte løsninger som inkluderer haptiske drivere, berøringskjempe-kontrollere og programvare-biblioteker for å generere taktil tilbakekobling i forbruker-elektronikk og industriprodukter.

Texas Instruments (TXN )

Med en markedskapitalisering på 160,5 milliarder dollar, handler TXN-aksjer for øyeblikket for 176,93 dollar, ned 5,83% siden årsskiftet, men opp 26,4% siden april-lavpunktet. TXN-aksjene nådde et rekordhøyt nivå (ATH) på 221,69 dollar i juli.
Texas Instruments har en EPS (TTM) på 5,28 og en P/E (TTM) på 33,46. En dividendutbytte på 3,22% tilbys aksjonærer. Den 16. oktober erklærte TI en kvartalsvis kontantutbytte på 1,42 dollar per aksje. Utbyttet ble økt med 4% forrige måned, og markerer 22 år på rad med økninger.

Nylige resultater (Q2 2025): Texas Instruments rapporterte 4,45 milliarder dollar i omsetning (+16% år-til-år, +9% kvartal-til-kvartal), ~1,30 milliarder dollar i nettoinntekt, og 1,41 dollar EPS. Ledelsen forventer Q3-omsetning på 4,45–4,80 milliarder dollar. Fritt cash-flow (TTM) var ~1,8 milliarder dollar i Q2-2025-rapporten.

Konklusjon

Ettersom haptikk-verdenen utvikler seg og vokser, representerer HydroHaptics en paradigmeskifte i hvordan vi kommer til å berøre og bli berørt av teknologi. Ved å kombinere myke, deformerbare grensesnitt med presise krafttilbakekoblinger, åpner teknologien døren til rikere, mer naturlige interaksjoner med våre enheter og omgivelser. 
Fra immersiv underholdning til medisinsk trening og smarte hjem, kan denne teknologien omdefinere hvordan mennesker og maskiner kommuniserer.

Referanser:

1. Han, T., Anderson, F., Irani, P., & Grossman, T. (2018). HydroRing: Supporting mixed reality haptics using liquid flow. 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). Generating multimodal textures with a soft hydro-pneumatic haptic ring. 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: High-Fidelity Force-Feedback on Soft Deformable Interfaces using Hydrostatic Transmission. 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