ไฮโดรแฮปติกส์: พื้นผิวอ่อนนุ่มที่ให้การตอบสนองแรงแบบสมจริง

การสัมผัสเป็นหนึ่งในประสาทสัมผัสที่สำคัญที่สุดของเรา และมันเริ่มพัฒนาขึ้นตั้งแต่ก่อนที่เราจะเกิดเสียอีก อันที่จริงแล้วมันเป็นประสาทสัมผัสแรกสุดที่พัฒนาขึ้นในกระบวนการเจริญเติบโตของตัวอ่อนมนุษย์

การสัมผัสเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเรา เกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทเฉพาะรับรู้ข้อมูลการสัมผัสจากผิวหนังและส่งต่อไปยังสมอง ซึ่งสมองจะรับรู้ข้อมูลนั้นในรูปของอุณหภูมิ ความดัน ความเจ็บปวด และการสั่นสะเทือน

เซลล์ประสาทรับความรู้สึกของเรามีความหลากหลายสูง โดยปลายของเซลล์ประสาทเหล่านั้นถูกยึดไว้ในโครงสร้างรับความรู้สึกที่แตกต่างกัน เซลล์ประสาทเหล่านี้ทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืนเพื่อตรวจจับลักษณะการสัมผัสที่แตกต่างกันมากมาย

เมื่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับภาษาสัมผัสอันซับซ้อนเพิ่มมากขึ้น ความสามารถในการสร้างภาษาสัมผัสขึ้นมาใหม่ผ่านเทคโนโลยีก็พัฒนาขึ้นเช่นกัน นี่คือจุดที่ศาสตร์แห่งการสัมผัส (Haptics) เข้ามามีบทบาท ซึ่งเป็นสาขาใหม่ที่แปลความสมบูรณ์ของประสาทสัมผัสจากการสัมผัสของมนุษย์ไปสู่ประสบการณ์ดิจิทัลและเชิงกล

คำว่า "แฮปติกส์" (Haptics) มาจากคำภาษากรีกว่า "haptein" ซึ่งหมายถึงการสัมผัสหรือการจับต้อง จึงหมายถึงการรับรู้และการควบคุมผ่านการสัมผัส นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยีเพื่อสร้างความรู้สึกสัมผัส เช่น การสั่นสะเทือนหรือแรงป้อนกลับ ตัวอย่างเช่น ตัวควบคุมเกม การสั่นของสมาร์ทโฟน เป็นต้น การผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์และความจริงเสมือน

เทคโนโลยีสัมผัส (Haptics) ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสัมผัสและรับรู้ถึงวัตถุที่อยู่ไกลออกไปได้โดยอ้อม อุปกรณ์พิเศษ เช่น จอยสติ๊กและถุงมือข้อมูล ให้ข้อมูลป้อนกลับจากแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์ในรูปแบบของความรู้สึกสัมผัส การให้ข้อมูลป้อนกลับแบบบังคับแก่ผู้ที่โต้ตอบกับสภาพแวดล้อมเสมือนจริง เทคโนโลยีสัมผัสจึงสร้างการไหลเวียนของข้อมูลแบบสองทิศทาง

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีสัมผัส 

ปัดเพื่อเลื่อน →

นับตั้งแต่มีการเปิดตัวเมื่อประมาณครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีสัมผัส (Haptics) ได้พัฒนาไปสู่สาขาที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยสามารถออกแบบความรู้สึกต่างๆ เช่น พื้นผิว อุณหภูมิ ความดัน และแม้กระทั่งความนุ่มนวล ลงในวัตถุในชีวิตประจำวันได้ เทคโนโลยีสัมผัสรุ่นใหม่นี้สัญญาว่าจะนำประสบการณ์ดิจิทัลมาใกล้เคียงกับการปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพในโลกแห่งความเป็นจริงมากยิ่งขึ้น

เทคโนโลยีสัมผัสที่หลากหลายซึ่งกำลังเปลี่ยนแปลงอินเทอร์เฟซในปัจจุบัน แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วเพียงใด

สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์สวมใส่ใช้การตอบสนองแบบสั่นสะเทือนเพื่อสร้างการสั่น ขณะที่การสัมผัสแบบไฟฟ้าสถิตในหน้าจอสัมผัสและแทร็กแพดสร้างภาพลวงตาของพื้นผิวหรือแรงเสียดทานบนหน้าจอที่เรียบเนียน การสัมผัสแบบความร้อนจำลองการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพื่อเพิ่มความสมจริงให้กับการโต้ตอบเสมือนจริง

ระบบ Force Feedback เพิ่มความรู้สึกกดดันหรือการเคลื่อนไหวเพื่อให้การโต้ตอบดูสมจริงยิ่งขึ้น ส่วนมอเตอร์และตัวกระตุ้นแบบสัมผัส (Haptic actuators & motors) คือสิ่งที่ทำให้คุณรู้สึกถึงแรงต้านบนจอยเกมหรืออุปกรณ์ VR

นอกเหนือจากนี้ วัสดุอัจฉริยะที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ เช่น โพลิเมอร์ที่ไวต่อไฟฟ้าและโพลิเมอร์ที่ไหลตามสนามแม่เหล็ก ซึ่งเปลี่ยนรูปร่างหรือความแข็งเมื่อสัมผัสกับสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก กำลังช่วยให้เกิดการตอบสนองแบบสัมผัสที่ยืดหยุ่นได้

นอกจากนี้ยังมีระบบสัมผัสแบบเพียโซอิเล็กทริกที่ให้การตอบสนองที่แม่นยำและเฉพาะจุดโดยใช้แรงดันไฟฟ้า ระบบสัมผัสแบบแรงด้านข้างขนาดเล็กจะใช้แรงด้านข้างเล็กน้อยกับผิวหนัง ในขณะที่ระบบสัมผัสแบบไมโครฟลูอิดิกใช้ช่องทางของเหลวขนาดเล็กเพื่อจำลองความรู้สึกสัมผัส

เทคโนโลยีอีกอย่างหนึ่งในสาขาที่กำลังเติบโตนี้คือ ระบบสัมผัสแบบใช้ลมและไฮดรอลิก ซึ่งใช้ในการจำลองแรงจับ น้ำหนัก หรือแรงกระแทก โดยใช้แรงดันอากาศหรือของเหลว

ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ เทคโนโลยีสัมผัสแบบไฮดรอลิกกำลังได้รับความสนใจอย่างมากจากนักวิจัยในฐานะเทคโนโลยีสัมผัสที่มีความแม่นยำสูง เทคโนโลยีใหม่นี้ให้ประโยชน์มากมาย สัมผัสที่ทรงพลังและสมจริง ซึ่งเหนือกว่าความสามารถของระบบสัมผัสแบบสั่นสะเทือนรุ่นเก่า

การใช้ของเหลวในที่นี้ช่วยให้สามารถสร้างแรงป้อนกลับที่แข็งแกร่ง แม่นยำ และมีความไดนามิกสูง นอกจากนี้ ระบบสัมผัสแบบไฮดรอลิกยังสามารถให้ความรู้สึกทางความร้อนที่รวดเร็วและสมจริงได้โดยการหมุนเวียนน้ำที่มีอุณหภูมิต่างกันอย่างรวดเร็ว ยิ่งไปกว่านั้น ระบบไฮดรอลิกและนิวแมติกยังสามารถบูรณาการเข้ากับอุปกรณ์ที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้ ทำให้เกิดระบบสัมผัสแบบสวมใส่ที่ดูเป็นธรรมชาติมากขึ้น ลดความเมื่อยล้าของผู้ใช้และรักษาความคล่องแคล่ว

เนื่องจากอุปกรณ์สัมผัสในปัจจุบันมักมีขนาดใหญ่และแข็งทื่อ ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในทุกสภาพแวดล้อม นักวิจัยจึงได้แก้ไขข้อเสียนี้โดยการพัฒนาปั๊มไฮดรอลิกและตัวกระตุ้นขนาดเล็ก ทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์สวมใส่ขนาดเล็กที่ใช้งานได้จริงในชีวิตประจำวันมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น เมื่อหลายปีก่อน นักวิจัยจาก Autodesk Research, มหาวิทยาลัยแมนิโทบา และมหาวิทยาลัยโตรอนโต ได้ร่วมมือกันเพื่อ... สร้างไฮโดรริง¹อุปกรณ์ที่สวมบนนิ้วเพื่อส่งสัญญาณสัมผัส เช่น อุณหภูมิ การสั่นสะเทือน และแรงกด เพื่อให้สามารถโต้ตอบแบบสัมผัสในโลกเสมือนจริงได้ 

เมื่อเปิดใช้งาน อุปกรณ์สวมใส่ชิ้นนี้จะให้ความรู้สึกต่างๆ โดยอาศัยของเหลวที่ไหลผ่านท่อบางๆ ที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งสวมไว้บนปลายนิ้ว ในโหมดไม่ทำงาน จะมีผลกระทบต่อความคล่องแคล่วและการรับรู้สิ่งเร้าของผู้ใช้น้อยที่สุด

เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยจาก Georgia Tech เปิดตัวแหวนสัมผัสที่นุ่มนวล²ซึ่งผสานการทำงานแบบนิวแมติกและไฮดรอลิกเข้าด้วยกันเพื่อเลียนแบบความนุ่ม ความหยาบ และอุณหภูมิบนกระดูกนิ้วส่วนต้น แหวนนี้ทำจากซิลิโคน EcoFlex 00-30 เพื่อให้มีคุณสมบัติทางกลใกล้เคียงกับผิวหนังมนุษย์ ช่วยให้ผู้สวมใส่สามารถใช้ปลายนิ้วสำรวจสภาพแวดล้อมได้ 

การออกแบบของอุปกรณ์นี้รองรับการส่งผ่านแรงสั่นสะเทือนผ่านการเติมลม การรับรู้ความร้อนผ่านการไหลเวียนของน้ำในวงจรไฮดรอลิก และการควบคุมแรงดันไปพร้อมกัน 

หลังจากประเมินประสิทธิภาพของแหวนและเทคนิคการแสดงผลแล้ว นักวิจัยได้ทำการศึกษาผู้ใช้โดยมีผู้เข้าร่วม 15 คน พวกเขาพบว่าอัตราความแม่นยำในการจับคู่พื้นผิวเสมือนจริงกับพื้นผิวจริงของผู้เข้าร่วมสูงถึง 90% การให้คะแนนคุณลักษณะแบบหลายมิติยังบ่งชี้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสื่อสารความรู้สึกสัมผัสที่แตกต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพในรูปแบบต่างๆ

เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนได้พัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้นโดย การพัฒนาระบบสัมผัสแบบไฮดรอลิก³ บางพอเพียง 5 มิลลิเมตร เพื่อให้สามารถนำไปใส่ในหน้าจอ OLED ได้ ทำให้สามารถสัมผัสการแจ้งเตือนบนหน้าจอได้จริง 

เทคโนโลยีการแสดงผลแบบใหม่นี้จะช่วยให้ผู้ใช้ได้รับประสบการณ์การใช้งานที่สมจริงและโต้ตอบได้มากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการรับการแจ้งเตือน การกดปุ่ม และการพิมพ์บนแป้นพิมพ์ นักวิจัยระบุว่า เทคโนโลยีต้นแบบนี้ยังสามารถช่วยสร้างอินเทอร์เฟซแบบไดนามิกบนอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เครื่องเล่นเพลง เกม รถยนต์ไฟฟ้า และอื่นๆ อีกมากมาย

ขณะนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบาธได้ค้นพบว่า พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่ตอบสนองได้ดี⁴ เรียกว่าเทคโนโลยีไฮโดรแฮปติกส์ ซึ่งตอบสนองต่อการแตะและการบีบได้อย่างสม่ำเสมอ

เหตุใดระบบสัมผัสแบบไฮดรอลิกจึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบสัมผัสแบบนิวแมติก (คำอธิบายเกี่ยวกับระบบสัมผัสแบบไฮดรอลิก)

อินเทอร์เฟซที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นมีศักยภาพในการโต้ตอบที่เป็นเอกลักษณ์ แต่มีข้อจำกัดในด้านการตอบสนองแรง ในกรณีนี้ วิธีการใช้ระบบนิวแมติกไม่เหมาะสมเนื่องจากขาดการตอบสนองและความแม่นยำ ในขณะที่โซลูชันไมโครไฮดรอลิกมีข้อจำกัดด้านการป้อนข้อมูล 

ดังนั้น ระบบไฮดรอลิกจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด ระบบไฮดรอลิกใช้ของเหลวเป็นของเสียในการทำงาน ต่างจากระบบนิวแมติกที่ใช้ลม ซึ่งความสามารถในการอัดตัวของลมจำกัดความเร็วและความแม่นยำของแรงและการเคลื่อนที่ของเอาต์พุต ของเหลวช่วยให้มีความแม่นยำมากขึ้นและตอบสนองได้รวดเร็วยิ่งขึ้น 

โมเดลไฮดรอลิกแบบโต้ตอบในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ไมโครไฮดรอลิก ซึ่งให้การควบคุมที่เพิ่มขึ้น แต่มีข้อจำกัดด้านปริมาตร ทำให้ส่วนต่อประสานผู้ใช้ถูกจำกัดไว้ที่ปุ่มขนาดเล็ก ซึ่งส่งผลต่อความยืดหยุ่นในการป้อนข้อมูลและความหลากหลายของรูปแบบ 

ในการออกแบบระบบไฮดรอลิกแบบโต้ตอบนั้น ยังต้องคำนึงถึงปัญหาการรั่วไหล ข้อจำกัดในการไหลย้อนกลับ และความจำเป็นในการใช้ชิ้นส่วนเฉพาะทาง ซึ่งทำให้การออกแบบมีความยากลำบากยิ่งขึ้น

ดังนั้น นักวิจัยจึงได้สร้าง HydroHaptics ซึ่งเป็นระบบใหม่ที่ช่วยให้สามารถรับรู้แรงป้อนกลับที่มีความแม่นยำสูงบนพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้ผ่านการส่งผ่านแรงดันน้ำ ระบบนี้สามารถเพิ่มคุณภาพของแรงป้อนกลับบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติที่ช่วยให้ผู้ใช้ได้รับประสบการณ์ที่ดี เช่น ความยืดหยุ่น ความนุ่มนวล และอิสระในการป้อนข้อมูล

เทคโนโลยีนี้มีข้อดีหลายประการ ประการแรก มันใช้มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านเป็นแหล่งพลังงาน และไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊ม วาล์ว และตัวควบคุม ด้วยการใช้ประโยชน์จากความพร้อมใช้งาน ราคาที่เหมาะสม และตัวเลือกการควบคุมของมอเตอร์ขนาดกะทัดรัด นักวิจัยจึงสามารถสร้างเอฟเฟกต์แรงป้อนกลับบนไฮโดรแฮปติกส์ได้ 

การออกแบบโดยใช้ชิ้นส่วนน้อยลงเพื่อให้สามารถขยายขนาดได้ ช่วยลดความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของระบบ ในขณะเดียวกันก็ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับอินเทอร์เฟซที่ใหญ่ขึ้นได้ ชิ้นส่วนส่วนใหญ่ที่ใช้ในระบบยังเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูปหรือชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติอีกด้วย

นอกจากนี้ HydroHaptics ยังมีคุณสมบัติแบบสองทิศทางโดยธรรมชาติ ทำให้สามารถรับรู้แรงกระทำและส่งแรงตอบกลับได้ หมายความว่า เทคโนโลยีใหม่นี้ช่วยให้เกิดการสื่อสารสองทางระหว่างบุคคลกับวัตถุที่พวกเขากำลังถือหรือสวมใส่ 

โดยรวมแล้ว ประโยชน์ทั้งหมดเหล่านี้มอบโอกาสพิเศษในการสำรวจปฏิสัมพันธ์ทางสัมผัสบนพื้นผิวอ่อนนุ่ม และพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนรูปได้แบบใหม่ๆ

ปัจจุบัน HydroHaptics เป็นระบบโอเพนซอร์สที่มีเซลล์ไฮดรอลิกแบบปิดผนึก ซึ่งบรรจุของเหลวในปริมาณคงที่ที่ไม่สามารถบีอัดได้ และทำหน้าที่เชื่อมต่อพื้นผิวที่ยืดหยุ่นสองด้านของเซลล์เข้าด้วยกันทางไฮดรอลิก ทำให้สามารถส่งแรงในทิศทางตรงกันข้ามระหว่างกันได้

ตัวกระตุ้นเชิงกลเชิงเส้นทำหน้าที่เป็นเครื่องยนต์สัมผัส ซึ่งสามารถให้การตอบสนองแรงโดยการเคลื่อนที่ของของเหลว ส่งแรงไปยังส่วนต่อประสานที่สามารถเปลี่ยนรูปได้ เพื่อให้ส่วนต่อประสานสามารถเปลี่ยนรูปได้ เครื่องยนต์เดียวกันนี้จะเคลื่อนที่ตอบสนองต่อแรงที่กระทำต่อส่วนต่อประสานที่สามารถเปลี่ยนรูปได้ ในขณะที่รักษาความดันภายในเซลล์ไฮดรอลิก ซึ่งสามารถปรับได้เพื่อให้ได้ระดับความแข็งที่แตกต่างกัน

ด้วยวิธีการนี้ ผู้ใช้จะรู้สึกถึงแรงสั่นสะเทือน เสียงคลิกที่คมชัด และแรงต้านที่แตกต่างกัน ในขณะที่พื้นผิวยังคงความนุ่มและความยืดหยุ่นตามธรรมชาติ ไม่ว่าจะกด บีบ หรือบิดอย่างไรก็ตาม “ซึ่งเป็นสิ่งที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถทำได้” เจมส์ แนช ผู้ร่วมวิจัยและนักศึกษาปริญญาเอกสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยบาธ กล่าว

ดังนั้น บุคคลสามารถบีบ แตะ หรือบิดวัตถุ เช่น เมาส์คอมพิวเตอร์ที่ยืดหยุ่นได้ เสื้อผ้า หรือหมอน และวัตถุนั้นจะตอบสนองในลักษณะที่แสดงออกและมีความหมาย เช่น การหรี่แสง การแกะสลักบนหน้าจอ หรือการเปลี่ยนช่องทีวี

นอกจากนี้ยังสามารถตรวจจับการป้อนข้อมูลจากผู้ใช้ได้โดยการตรวจสอบแรงดันภายใน

“ระบบจะรับรู้ข้อมูลจากผู้ใช้ผ่านทางวัตถุ จากนั้นผู้ใช้จะรู้สึกถึงการตอบสนองทางสัมผัสของระบบผ่านทางพื้นผิวที่สามารถเปลี่ยนรูปได้”

– ศาสตราจารย์เจสัน อเล็กซานเดอร์ จากภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยบาธ เป็นหัวหน้าโครงการวิจัย

ด้วยวิธีนี้ HydroHaptics จึงมอบประสบการณ์การสัมผัสที่แตกต่างบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้ ซึ่งปัจจุบันยังไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการที่มีอยู่เดิม

ด้วยเทคโนโลยีไฮโดรแฮปติกส์ นักวิจัยกำลังเปิดประตูสู่โอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับการโต้ตอบแบบสัมผัสกับสิ่งของธรรมดาทั่วไป เทคโนโลยีนี้สามารถเป็นประโยชน์อย่างมากต่อเกม เทคโนโลยีสวมใส่ได้ การจำลองทางการแพทย์ การออกแบบผลิตภัณฑ์ และสาขาอื่นๆ

คลื่นลูกใหม่แห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์

ทีมนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์จากเมืองบาธได้นำเสนอผลงานวิจัยเรื่อง HydroHaptics ในงานประชุม ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST '25) เมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อน ซึ่งผลงานวิจัยดังกล่าวได้รับรางวัลชมเชย

ในรูปแบบปัจจุบัน ระบบมีรูปทรงกระบอก โดยส่วนบนสุดเป็นโดมซิลิโคนที่สามารถเปลี่ยนรูปได้ ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นผิวด้านบนที่เปิดโล่งของเซลล์ ส่วนด้านล่างก็ปิดผนึกด้วยเยื่อซิลิโคนที่มีความยืดหยุ่นเช่นกัน ใต้เซลล์ลงไปเล็กน้อยจะมีเซ็นเซอร์วัดความดันและรางเลื่อนแบบสกรู ซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

เมื่อผู้ใช้มีปฏิสัมพันธ์กับโดม เช่น การกดหรือบีบ มันจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของน้ำ ส่งผลให้น้ำกดลงและดันเยื่อหุ้มด้านล่างให้ยืดออก เซ็นเซอร์จะตรวจจับแรงดันที่เพิ่มขึ้นและจับคู่กับท่าทางและคำสั่งที่เกี่ยวข้อง

เพื่อให้เกิดการตอบสนองทางสัมผัส อุปกรณ์นี้ใช้มอเตอร์ในการบีบอัดเซลล์จากด้านล่าง ซึ่งจะดันโดมขึ้นไปกดกับนิ้วของผู้ใช้ ทำให้เกิดความรู้สึกเหมือนการสั่นสะเทือน การคลิกที่ชัดเจน หรือปุ่มกดที่มีแรงตึง

เพื่อแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของ HydroHaptics ในการเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิสัมพันธ์ผ่านการตอบสนองแรงแบบละเอียด ทีมงานได้บูรณาการเทคโนโลยีนี้เข้ากับแอปพลิเคชันในชีวิตประจำวันสี่อย่าง 

เมาส์คอมพิวเตอร์ที่เพิ่มแรงกดและสามารถเปลี่ยนรูปได้ มีโดมซิลิโคนอ่อนนุ่มที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถปั้นแต่งวัตถุดิจิทัลบนหน้าจอได้โดยการกดและเปลี่ยนรูปพื้นผิวของเมาส์ 

หมอนอิงขนาดเล็กแบบอินเทอร์แอ็กทีฟที่ให้การตอบสนองทางสัมผัสในขณะที่ยังคงความนุ่มนวลไว้ มีการติดตั้งถุงไฮโดรแฮปติกไว้ภายในหมอนอิงเพื่อควบคุมอุปกรณ์อัจฉริยะเมื่อถูกกดหรือบีบ

กระเป๋าเป้สะพายหลังที่ให้แรงสะท้อนกลับทางร่างกายผ่านสายสะพาย สามารถแจ้งเตือนจากสมาร์ทโฟนผ่านการแตะและกดที่ไหล่ ซึ่งสามารถใช้นำทางได้ด้วย

จอยสติ๊กเสริมแรงที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี 3 มิติได้รับการปรับปรุงด้วยเทคโนโลยี HydroHaptic เพื่อเพิ่มความสมจริงในการเล่นวิดีโอเกม ระบบการตอบสนองแบบสัมผัสนี้จะจำลองแรงตึง แรงต้าน หรือแรงกระแทกที่เกิดขึ้นระหว่างการเล่นเกม

แอปพลิเคชันเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการบูรณาการการตอบสนองทางสัมผัสที่มีคุณภาพเข้ากับอินเทอร์เฟซและวัตถุที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้เป็นครั้งแรก และทีมงานมองเห็นศักยภาพมากมายสำหรับเทคโนโลยีของพวกเขาในอุปกรณ์โต้ตอบหลากหลายประเภท

“การทดลองของเราแสดงให้เห็นว่านี่คือระบบที่เชื่อถือได้ ซึ่งจะช่วยให้มนุษย์สามารถโต้ตอบกับวัตถุอ่อนนุ่มได้อย่างมีความหมาย และจะช่วยยกระดับคุณภาพชีวิตและการทำงานของเรา”

– ศาสตราจารย์เจสัน อเล็กซานเดอร์

เพื่อแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของ HydroHaptics เขาได้ยกตัวอย่างผู้ใช้ที่รู้สึกถึงแรงสั่นสะเทือนทางกายภาพในเบาะที่ตนเองเอนหลังอยู่ ซึ่งสะท้อนสิ่งที่เกิดขึ้นบนหน้าจอทีวีตรงหน้า ตัวอย่างเช่น การสั่นสะเทือนในเบาะเมื่อรถวิ่งบนถนนขรุขระในทีวี หรือเบาะที่แข็งขึ้นเมื่อมีคนชนกำแพงอย่างแรง อีกตัวอย่างหนึ่งคือผู้ที่สะพายเป้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้โทรศัพท์เพื่อนำทาง เพราะสายสะพายจะช่วยประคองพวกเขาด้วยการบีบเบาๆ ที่ไหล่

“นี่เป็นเพียงสองตัวอย่างจากหลายๆ วิธีที่เทคโนโลยีนี้สามารถนำมาบูรณาการเข้ากับชีวิตของเราในอนาคตอันใกล้นี้”

– อเล็กซานเดอร์ 

เพื่อประเมินประสิทธิภาพของเทคโนโลยี ทีมงานได้ทำการประเมินทางเทคนิคหลายชุดโดยใช้แขนหุ่นยนต์ที่มีความแม่นยำสูง และทำการศึกษาผู้ใช้งาน ในระหว่างการศึกษา ทีมงานได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถของ HydroHaptics ในการสร้างเอฟเฟกต์สัมผัสที่แตกต่างกัน โดยมีความแม่นยำในการระบุโดยเฉลี่ย 82.6% สำหรับเอฟเฟกต์ทั้งหมด และ 92.8% สำหรับเอฟเฟกต์ที่แตกต่างที่สุด 

แม้ว่าทีมวิจัยอื่นๆ ก็กำลังพัฒนาอินเทอร์เฟซที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้เช่นกัน โดยได้สร้างต้นแบบที่แสดงให้เห็นถึงความรู้สึกเฉพาะจุดหรือการตอบสนองที่มีความละเอียดต่ำในระดับต่างๆ แต่พวกเขายังไม่สามารถบรรลุระดับขนาด ความแม่นยำ และความละเอียดของ HydroHaptics ได้

ทีมงานเชื่อว่าผลิตภัณฑ์ HydroHaptics จะพร้อมวางจำหน่ายในตลาดได้ในเร็ววัน หากพิจารณาจากความสนใจในเทคโนโลยีของพวกเขา “หากมีทรัพยากรเพียงพอ ก็ไม่ใช่เรื่องเกินจริงที่จะนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์ภายในหนึ่งหรือสองปี” ศาสตราจารย์อเล็กซานเดอร์กล่าว

แต่แน่นอนว่า ทีมงานจำเป็นต้องปรับปรุงกลไกการสัมผัสให้ดียิ่งขึ้นก่อน เพื่อลดขนาดและทำให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์

ระบบนี้ก็มีข้อจำกัดทางเทคนิคอยู่เช่นกัน ดังที่เอกสารได้ระบุไว้ อากาศอาจติดอยู่ภายในเซลล์ไฮดรอลิกหรือรั่วเข้าไปในระบบเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพการทำงานได้ นอกจากนี้ แรงดันเอาต์พุตสูงยังทำให้ต้องใช้พลังงานมาก ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาด้านความร้อนได้

เมื่อพูดถึงกลไกการสัมผัส ทีมวิจัยได้ใช้วิธีการที่เน้นความแข็งแกร่งของชิ้นส่วน และถึงแม้ว่าจะสามารถแยกชิ้นส่วนได้ด้วยท่ออ่อน แต่ก็ต้องคงการเชื่อมต่อกับส่วนต่อประสาน ซึ่งไม่ใช่เรื่องที่ทำได้เสมอไปสำหรับส่วนต่อประสานที่สามารถเปลี่ยนรูปได้ทั้งหมด รายงานการศึกษาได้ระบุว่า:

“HydroHaptics เป็นก้าวสำคัญสู่เป้าหมายระยะยาวในการสร้างระบบตอบสนองแรงสัมผัสที่สามารถเปลี่ยนรูปได้อย่างสมบูรณ์ และงานวิจัยในอนาคตควรมีเป้าหมายเพื่อลดจำนวนและขนาดของชิ้นส่วนแข็ง” 

การลงทุนในเทคโนโลยีสัมผัส (Haptics Tech)

เครื่องมือเท็กซัส (TXN ) is บริษัทยักษ์ใหญ่ด้านเซมิคอนดักเตอร์ บริษัทนี้พัฒนาชิปประมวลผลแบบอนาล็อกและแบบฝังตัวสำหรับตลาดต่างๆ รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคล ยานยนต์ อุปกรณ์สื่อสาร อุตสาหกรรม และระบบองค์กร

TI ยังเป็นผู้เล่นรายสำคัญในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสัมผัส โดยนำเสนอโซลูชันแบบครบวงจร ซึ่งรวมถึงไดรเวอร์สัมผัส ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัส และไลบรารีซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างการตอบสนองทางสัมผัสในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม

เครื่องมือเท็กซัส (TXN )

หุ้น TXN มีมูลค่าตลาด 160.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ปัจจุบันซื้อขายอยู่ที่ 176.93 ดอลลาร์สหรัฐ ลดลง 5.83% ตั้งแต่ต้นปี แต่เพิ่มขึ้น 26.4% นับตั้งแต่จุดต่ำสุดในเดือนเมษายน ที่จริงแล้ว หุ้น TXN เคยทำราคาสูงสุดตลอดกาล (ATH) ที่ 221.69 ดอลลาร์สหรัฐ ในเดือนกรกฎาคม

บริษัท Texas Instruments มีกำไรต่อหุ้น (EPS) ในช่วง 12 เดือนที่ผ่านมา (TTM) อยู่ที่ 5.28 และอัตราส่วนราคาต่อกำไร (P/E) ในช่วง 12 เดือนที่ผ่านมา (TTM) อยู่ที่ 33.46 บริษัทให้ผลตอบแทนจากเงินปันผล 3.22% แก่ผู้ถือหุ้น เมื่อวันที่ 16 ตุลาคม TI ประกาศจ่ายเงินปันผลรายไตรมาสจำนวน 1.42 ดอลลาร์ต่อหุ้นสามัญ เงินปันผลเพิ่มขึ้น 4% ในเดือนที่ผ่านมา นับเป็นการเพิ่มขึ้นติดต่อกันเป็นปีที่ 22

ผลประกอบการล่าสุด (ไตรมาส 2 ปี 2025): Texas Instruments รายงาน รายได้ 4.45 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (+16% เมื่อเทียบกับปีก่อน, +9% เมื่อเทียบกับไตรมาสก่อนหน้า) กำไรสุทธิประมาณ 1.30 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ และกำไรต่อหุ้น 1.41 ดอลลาร์สหรัฐ ผู้บริหารคาดการณ์รายได้ในไตรมาสที่ 3 ไว้ที่ 4.45–4.80 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ กระแสเงินสดอิสระ (TTM) อยู่ที่ประมาณ 1.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ในรายงานไตรมาสที่ 2 ปี 2025

สรุป

ในขณะที่โลกแห่งเทคโนโลยีสัมผัสขยายตัวและเติบโตขึ้น HydroHaptics ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในด้านนี้ เราจะสัมผัสและได้รับการสัมผัสอย่างไร ด้วยเทคโนโลยี การผสมผสานอินเทอร์เฟซที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นเข้ากับการตอบสนองแรงที่แม่นยำ เทคโนโลยีนี้กำลังเปิดประตูสู่การโต้ตอบที่สมบูรณ์และเป็นธรรมชาติยิ่งขึ้นกับอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมของเรา 

ตั้งแต่ความบันเทิงเสมือนจริงไปจนถึงการฝึกอบรมทางการแพทย์และบ้านอัจฉริยะ เทคโนโลยีนี้อาจเปลี่ยนแปลงวิธีการสื่อสารระหว่างมนุษย์และเครื่องจักรไปอย่างสิ้นเชิง

อ้างอิง:

1. Han, T., Anderson, F., Irani, P., & Grossman, T. (2018). HydroRing: รองรับเทคโนโลยีสัมผัสแบบผสมผสาน (Mixed Reality Haptics) โดยใช้การไหลของของเหลว In เอกสารประกอบการประชุมสัมมนาประจำปีครั้งที่ 31 ของ ACM ว่าด้วยซอฟต์แวร์และเทคโนโลยีส่วนติดต่อผู้ใช้ (UIST '18) (หน้า 913–925) สมาคมเครื่องจักรคำนวณ https://doi.org/10.1145/3242587.3242667
2. ซานซ์ คอสคอลลูเอลา, เอ. และวาร์ดาร์, วาย. (2025) สร้างพื้นผิวสัมผัสหลายรูปแบบด้วยแหวนสัมผัสแบบไฮโดรนิวแมติกที่อ่อนนุ่ม บริษัท เอลเซเวียร์ บีวี https://doi.org/10.2139/ssrn.5170637
3. ชูลทซ์, ซี. และ แฮร์ริสัน, ซี. (2023). ระบบสัมผัสแบบแผงเรียบ: ปั๊มอิเล็กโทรออสโมติกแบบฝังตัวสำหรับจอแสดงผลรูปทรงต่างๆ ที่ปรับขนาดได้ In รายงานการประชุม CHI ปี 2023 เรื่องปัจจัยของมนุษย์ในระบบคอมพิวเตอร์ (มาตรา 745) สมาคมเครื่องจักรคำนวณ https://doi.org/10.1145/3544548.3581547
4. Nash, JD, Sauvé, K., van Riet, CM, van Oosterhout, A., Sharma, A., Clarke, C., & Alexander, J. (2025) ไฮโดรแฮปติกส์: การตอบสนองแรงแบบความแม่นยำสูงบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่มและเปลี่ยนรูปได้โดยใช้การส่งผ่านแรงดันไฮโดรสแตติก ใน A. Bianchi, E. Glassman, WE Mackay, S. Zhao, J. Kim และ I. Oakley (บรรณาธิการ) รายงานการประชุมสัมมนาประจำปีครั้งที่ 38 ของ ACM เกี่ยวกับซอฟต์แวร์และเทคโนโลยีอินเทอร์เฟซผู้ใช้ (UIST '25) (มาตรา 59) สมาคมเครื่องจักรคำนวณ https://doi.org/10.1145/3746059.3747679