HydroHaptics: Gerçek Kuvvet Geri Bildirimiyle Yumuşak Yüzeyler

Dokunma, en önemli duyularımızdan biridir ve doğmadan önce bile gelişmeye başlar. Aslında insan embriyolojisinde en erken gelişen duyu budur.

As an integral part of our lives, touch occurs when specialized neurons sense tactile information from the skin and convey it to the brain, where it is perceived as temperature, pressure, pain, and vibration.

Duyusal nöronlarımız sonları çeşitli duyusal yapılarda bulunan çok çeşitlidir. Bu nöronlar, dokunuşun birçok farklı özelliğini algılamak için uyum içinde çalışır.

Dokunmanın karmaşık dilini anlama seviyemiz arttıkça, bunu teknolojiyle yeniden yaratma yeteneğimiz de gelişti. İşte bu noktada, insan dokunuşunun duyusal zenginliğini dijital ve mekanik deneyimlere dönüştüren bir alan olan haptik devreye giriyor.

Yunanca ‘haptein’ (temas etmek, dokunmak) kelimesinden türetilen haptik, dokunma yoluyla algılama ve manipülasyonu ifade eder. Ayrıca titreşimler veya kuvvet geri bildirimi gibi dokunsal hisler yaratmak için teknolojinin kullanılmasını da kapsar. Örnekler arasında oyun kontrolcüleri, akıllı telefon titreşimleri, robotik cerrahi ve sanal gerçeklik bulunur.

Haptics enables a user to touch and feel distant objects indirectly. Special devices like joysticks and data gloves provide feedback from computer applications in the form of tactile sensation. By providing forced feedback to those interacting with virtual environments, haptics create a bi-directional flow of information.

Haptik Teknolojilerinin Evrimi 

Swipe to scroll →

Yaklaşık yarım yüzyıl önce tanıtılmasından bu yana, haptik dokunsal, sıcaklık, basınç ve hatta yumuşaklık gibi hisleri günlük nesnelere mühendislik yoluyla ekleyebilen sofistike bir alana dönüşmüştür. Bu yeni nesil haptik, dijital deneyimleri gerçek, fiziksel etkileşime daha da yaklaştırmayı vaat ediyor.

Bugünün arayüzlerini şekillendiren çeşitli haptik teknolojiler, bu teknolojinin ne kadar hızlı ilerlediğini gösteriyor.

Akıllı telefonlar ve giyilebilir cihazlar, titreşimli geri bildirimle titreşimler üretirken, dokunmatik ekranlar ve izleme pedlerindeki elektrostatik haptik, düz bir ekranda doku ya da sürtünme illüzyonu yaratır. Termal haptik, sanal etkileşimlere daha fazla gerçeklik katmak için sıcaklık değişikliklerini simüle eder.

Kuvvet Geri Bildirimi, etkileşimlere daha gerçek his vermek için basınç veya hareket hissi ekler. Haptik aktüatörler ve motorlar, oyun kontrolcüsü ya da VR cihazında direnci hissetmenizi sağlar.

Bunların ötesinde, elektrik ya da manyetik alanlara maruz kaldıklarında şekil veya sertliğini değiştiren elektroaktif ve manyetorheolojik polimerler gibi ortaya çıkan akıllı malzemeler, esnek haptik geri bildirim sağlamaktadır.

Sonra, voltaj kullanarak hassas ve yerelleştirilmiş geri bildirim sağlayan piezoelektrik haptikler vardır. Küçük yan kuvvetler cilde küçük yan kuvvetler uygular, mikrofluidik haptikler ise dokunsal hisleri taklit etmek için minik sıvı kanalları kullanır.

Bu büyüyen alandaki bir başka teknoloji ise, tutuş gücünü, ağırlığını veya darbesini hava ya da sıvı basıncıyla simüle eden pnömatik ve hidrolik haptiklerdir.

Bu teknolojiler arasında, hidrolik haptik, araştırmacılar arasında yüksek doğruluklu bir haptik teknoloji olarak büyük ilgi görmektedir. Bu yeni teknoloji, güçlü ve gerçekçi hisler sunarak eski titreşim tabanlı haptiklerin yeteneklerini aşmaktadır.

Sıvıların kullanılması, güçlü, hassas ve son derece dinamik kuvvet geri bildirimi oluşturulmasını sağlar. Ayrıca, hidrolik haptik sistemleri, farklı sıcaklıklarda suyu hızlıca dolaştırarak hızlı ve gerçekçi termal hisler de sunabilir. Üstelik, hidrolik ve pnömatik sistemler yumuşak, esnek cihazlara entegre edilebilir, bu da kullanıcı yorgunluğunu azaltan ve çevikliği koruyan daha doğal giyilebilir haptikler sağlar.

Mevcut haptik cihazlar genellikle hantal ve katıdır, bu da onları yaygın etkileşim için uygun kılmaz; araştırmacılar bu dezavantajı, minyatür hidrolik pompalar ve aktüatörler geliştirerek, günlük kullanım için çok daha pratik küçük giyilebilir cihazların yaratılmasını sağlayarak aşmışlardır.

Örneğin, birkaç yıl önce Autodesk Research, Manitoba Üniversitesi ve Toronto Üniversitesi araştırmacıları birlikte HydroRing¹ adlı, parmak üzerine takılan ve sıcaklık, titreşim ve basınç gibi dokunsal hisler sağlayarak karma gerçeklik haptik etkileşimlerine olanak tanıyan bir cihaz geliştirdiler.

Aktif olduğunda, bu giyilebilir cihaz, parmak ucundan geçen ince, esnek bir tüp aracılığıyla sıvı yardımıyla hisler üretir. Pasif modda ise, kullanıcının çevikliğine ve uyarı algısına minimal etki yapar.

Daha yakın zamanda Georgia Tech araştırmacıları yumuşak haptik halka² geliştirdiler; bu halka, pnömatik ve hidrolik aktüasyonu birleştirerek yumuşaklık, pürüzlülük ve termal hisleri proximel falanks üzerinde taklit eder. İnsan derisinin mekanik özelliklerine uymak için EcoFlex 00-30 silikonundan üretilen bu halka, kullanıcıların parmak uçlarıyla çevrelerini keşfetmelerine olanak tanır.

Tasarımı, pnömatik şişirme yoluyla titreşim, hidrolik devrede su dolaştırarak termal hisler ve aynı anda basınç sağlama imkanı sunar.

Halkanın ve render tekniklerinin etkinliğini değerlendirirken, araştırmacılar 15 katılımcı ile bir kullanıcı çalışması yaptılar. Katılımcıların sanal dokuları gerçeğe eşleştirme başarısı %90’a kadar çıktı. Çok boyutlu sıfat değerlendirmeleri de cihazın farklı dokunsal hisleri modaliteler arasında etkili bir şekilde ilettiğini gösterdi.

Birkaç yıl önce Carnegie Mellon Üniversitesi araştırmacıları, hidrolik tabanlı haptikleri³ geliştirdiler; bu teknoloji sadece 5 mm kalınlığında olup OLED ekrana entegre edilerek dokunmatik bildirimlerin fiziksel olarak hissedilmesini sağladı.

Yeni ekran teknolojisi, kullanıcılara bildirimleri, düğmelere basmayı ve klavyede yazmayı daha sürükleyici ve etkileşimli bir şekilde deneyimleme imkanı sunar. Prototip teknoloji, araştırmacıların belirttiği gibi, müzik çalarlar, oyunlar, elektrikli araçlar ve daha fazlası gibi diğer cihazlarda dinamik arayüzler oluşturabilir.

Şimdi, Bath Üniversitesi araştırmacıları hidrostatik transmisyonla dokunuş ve sıkıştırma algılayan⁴ HydroHaptics adlı yeni bir teknoloji geliştirdi.

Neden Hidrolik Haptik Pnömatiklerden Üstün (HydroHaptics Açıklaması)

Yumuşak ve esnek arayüzler benzersiz etkileşim potansiyeli sunar ancak sınırlı kuvvet geri bildirimiyle karşı karşıyadır. Burada, pnömatik yaklaşımlar yanıt ve hassasiyet eksikliği nedeniyle uygun değildir, mikrohidrolik çözümler ise sınırlı girişe sahiptir.

Bu yüzden hidrolik sistemler mükemmel bir seçenektir. Hidrolik sistemler, hava yerine çalışan sıvı olarak likit kullanır; havanın sıkıştırılabilirliği, kuvvet ve yer değiştirme hızını ve doğruluğunu sınırlar. Likit, daha yüksek hassasiyet ve daha duyarlı çıktı sağlar.

Mevcut etkileşimli hidrolik modeller çoğunlukla mikrohidrolik kullanır; bu, kontrolü artırsa da hacim sınırlamaları nedeniyle arayüz sadece küçük düğmelere sınırlı kalır ve bu da giriş esnekliğini ve form çeşitliliğini etkiler.

Hidrolik etkileşimli sistemler tasarlarken sızıntı, sınırlı geri sürüş ve özel bileşen ihtiyacı gibi zorluklarla da başa çıkmak gerekir, bu da gerçekleştirmeyi zorlaştırır.

Bu yüzden araştırmacılar, hidrostatik transmisyon yoluyla deformable arayüzlerde yüksek doğruluklu kuvvet geri bildirimi sağlayan yeni bir sistem olan HydroHaptics’i yarattılar. Bu platform, yumuşak arayüzlerdeki kuvvet geri bildirim kalitesini artırırken, esneklik, yumuşaklık ve giriş özgürlüğü gibi zengin kullanıcı deneyimini sağlayan nitelikleri korur.

Bu teknoloji birkaç avantaja sahiptir. Öncelikle, fırçasız DC motorla çalışır ve pompa, vana ve regülatör gerektirmez. Kompakt motorun erişilebilirliği, uygun fiyatı ve kontrol seçeneklerinden yararlanarak araştırmacılar HydroHaptics üzerinde kuvvet geri bildirim etkileri yaratabilir.

Daha az bileşenle tasarlandığından ölçeklenebilirliği artırır, sızıntı riskini azaltır ve daha büyük arayüzlere uyarlanabilir. Sistem içinde kullanılan çoğu bileşen, rafadan alınabilen parçalar ya da 3D yazıcıyla üretilenlerdir.

Üstelik HydroHaptics, hem kuvvet giriş etkileşimlerini algılayıp hem de kuvvet geri bildirimi sağlayabilen içsel çift yönlü bir yapıya sahiptir. Bu, yeni teknolojinin bir kişinin tuttuğu ya da giydiği nesneyle iki yönlü iletişim kurmasını sağlar.

Tüm bu faydalar, yumuşak arayüzlerde haptik etkileşimleri keşfetmek ve yeni deformable cihazlar geliştirmek için benzersiz fırsatlar sunar.

Şu anda HydroHaptics, sabit bir miktar sıvı içeren, sıkıştırılamaz ve iki esnek yüzeyi hidrolik olarak birleştiren kapalı bir hidrolik hücreye sahip açık kaynak bir sistemdir. Bu, hücreler arasında çift yönlü kuvvet iletimini mümkün kılar.

Doğrusal bir mekanik aktüatör, sıvıyı yer değiştirerek deformable arayüze kuvvet geri bildirimi sağlayan haptik motoru olarak görev yapar. Arayüzün deform olabilmesi için aynı motor, deformable arayüze uygulanan kuvvete yanıt vererek hareket eder ve hidrolik hücre içindeki basıncı ayarlanabilir şekilde tutar; bu da farklı sertlik seviyeleri üretir.

Bu yaklaşım sayesinde kullanıcılar, titreşim, keskin tıklama ve değişen direnç hislerini, yüzeyin doğal yumuşaklığını ve esnekliğini koruyarak, ne kadar bastırır, sıkıştırır ya da döndürürse dönsün, deneyimleyebilir. “Şimdiye kadar mümkün olmayan bir şey” dedi çalışma ortak lideri James Nash, Bath Bilgisayar Bilimleri doktora öğrencisi.

Bu sayede bir kişi, bir nesneyi (örneğin esnek bir bilgisayar faresini, bir kıyafet parçasını ya da bir yastığı) sıkıştırabilir, dokunabilir ya da döndürebilir; nesne ise ışık karartma, ekranda şekil çizme ya da TV kanalını değiştirme gibi ifadelerle yanıt verir.

Kullanıcı girişi, iç basınç izlenerek de algılanabilir.

“Kullanıcıdan gelen giriş, sistem tarafından nesne aracılığıyla algılanır ve kullanıcı daha sonra deformable yüzey üzerinden sistemin haptik yanıtını hisseder.”

– Bath Bilgisayar Bilimleri Bölümü’nden Çalışma Lideri Profesör Jason Alexander.

Bu şekilde, HydroHaptics mevcut yaklaşımlarla şu anda pratik olmayan, yumuşak ve deformable arayüzlerde belirgin haptik deneyimler sağlar.
HydroHaptics ile araştırmacılar, sıradan nesnelerle dokunma temelli etkileşimler için heyecan verici fırsatların kapılarını açıyor. Bu teknoloji, oyun, giyilebilir teknoloji, tıbbi simülasyon, ürün tasarımı ve diğer alanlarda büyük fayda sağlayabilir.

İnsan-Bilgisayar Etkileşiminin Bir Sonraki Dalgası

Bath’tan bilgisayar bilimcileri ekibi, HydroHaptics üzerine çalışmalarını birkaç hafta önce ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’25) etkinliğinde sundu; makale onur ödülü aldı.

Mevcut haliyle sistem, üst kısmı silikonla yapılmış deformable bir kubbe içeren silindirik bir şekle sahiptir; hücrenin alt kısmı da esnek bir silikon membranla kapatılmıştır. Hücrenin hemen altında bir basınç sensörü ve bir vida taşıyıcı bulunur; bu, DC motor tarafından hareket ettirilir.

Kullanıcı kubbeye bastığında ya da sıkıştırdığında, suyu yer değiştirir; bu da alt membranı aşağı doğru bastırır ve uzatır. Sensör, oluşan basınç artışını algılar ve buna karşılık gelen jest ve komutu eşleştirir.

Dokunsal geri bildirim sağlamak için cihaz, motoru kullanarak hücreyi alttan sıkıştırır; bu da kubbeyi kullanıcının parmağına doğru iterek titreşim, belirgin tıklama ya da gerilmiş bir düğme hissi yaratır.

HydroHaptics’in ince kuvvet geri bildirimiyle etkileşimi artırma yeteneğini göstermek için ekip, dört günlük yaşam uygulamasına entegre etti.

Yumuşak silikon kubbeli, kuvvet artırmalı, deformable bir bilgisayar faresı; kullanıcıların fare yüzeyini bastırıp deforme ederek ekrandaki dijital nesneleri şekillendirmesine olanak tanıdı.

Yumuşaklığını koruyan, haptik geri bildirim sağlayan küçük bir interaktif yastık. HydroHaptic poşet yastığa yerleştirilerek, bastırıldığında ya da sıkıştırıldığında akıllı cihazları kontrol eder.

Omuz kayışları aracılığıyla vücuda kuvvet geri bildirimi sağlayan bir sırt çantası. Çanta, akıllı telefon bildirimlerini omuz vuruşları ve basışlarıyla iletir; aynı zamanda navigasyon için de kullanılabilir.

HydroHaptic teknolojisiyle geliştirilmiş, 3D yazıcıyla üretilen kuvvet artırmalı bir joystick; video oyun immersiyonunu artırmak için haptik geri bildirim sağlar. Geri bildirim, oyunculara gerilim, direnç ya da keskin darbe hissi verir.

Bu uygulamalar, yumuşak, esnek arayüzlerde ve nesnelerde kaliteli haptik geri bildirimin ilk kez entegrasyonunu gösterir. Ekip, teknolojilerinin geniş bir etkileşimli cihaz yelpazesinde büyük potansiyel gördüğünü belirtiyor.

“Deneyimlerimiz, bu sistemin insanın yumuşak nesnelerle anlamlı bir şekilde etkileşime girmesini sağlayan güvenilir bir sistem olduğunu ve yaşam ve çalışma şeklimizi geliştireceğini gösteriyor.”

– Profesör Jason Alexander

HydroHaptics’in potansiyelini göstermek için, bir kullanıcının oturduğu yastıkta fiziksel etkileri hissettiğini örnek verdi; bu, TV’de gösterilen bir araba yolculuğu sırasında yastıktaki titreşim ya da bir duvara çarpma sırasında yastığın sertleşmesi gibi. Başka bir örnek, sırt çantası takan kişinin navigasyon için telefonuna ihtiyaç duymadan, kayışların omuza hafif sıkıştırmalarla yönlendirilmesidir.

“Bunlar, bu teknolojinin yakın gelecekte hayatımıza entegre edilebileceği birçok yoldan sadece ikisidir.”

– Alexander 

Teknolojilerinin performansını değerlendirmek için ekip, yüksek hassasiyetli bir robot kol kullanarak bir dizi teknik değerlendirme yaptı ve bir kullanıcı çalışması yürüttü. Çalışma sırasında HydroHaptics’in farklı haptik etkilerini ortalama %82,6 tanımlama doğruluğu ve en belirgin etki için %92,8 doğrulukla yaratabildiği gösterildi.

Diğer araştırma ekipleri de yumuşak, deformable arayüzler üzerinde çalışıyor; ancak, yüksek ölçeklenebilirlik, hassasiyet ve çözünürlük açısından HydroHaptics’in seviyesine ulaşamadılar.

Ekip, teknolojiye olan ilgi, HydroHaptics ürünlerinin yakında pazara hazır olabileceğine işaret ediyor. “Yeterli kaynak sağlandığında, bir ya da iki yıl içinde bir ürün haline gelmesi gerçekçi olmaz mı?” diye ekledi Profesör Alexander.

Elbette, ekip önce haptik motoru inceleyerek, hacmini azaltıp ticari uygulamalara uygun hale getirmelidir.

Sistem teknik sınırlamalardan da muaf değil. Makalede belirtildiği gibi, hava hidrolik hücre içinde sıkışabilir ya da zamanla sisteme sızabilir; bu da performansı azaltır. Ayrıca, yüksek çıkış basıncı önemli güç gerektirir ve termal sorunlara yol açabilir.

Haptik motoru konusunda, ekip yaklaşımı katı olmasına dayanıyor; esnek bir tüp aracılığıyla ayrılabilse de, arayüzle bağlantılı kalmalı; bu da tamamen deformable arayüzler için her zaman mümkün olmayabilir. Çalışma şunu belirtiyor:

“HydroHaptics, tamamen deformable haptik kuvvet geri bildirim sistemlerine ulaşma uzun vadeli hedefi yönünde anlamlı bir adım temsil eder ve gelecekteki çalışmalar, katı bileşenlerin sayısını ve boyutunu azaltmaya odaklanmalıdır.”

Haptik Teknolojisine Yatırım

Texas Instruments (TXN ) bir yarı iletken devi olup, kişisel elektronik, otomotiv, iletişim ekipmanları, endüstriyel ve kurumsal sistemler dahil çeşitli pazarlar için analog ve gömülü işlemci çipleri geliştirir.
TI ayrıca haptik endüstrisinde de büyük bir oyuncudur; haptik sürücüleri, dokunmatik ekran kontrolcüleri ve tüketici elektroniği ve endüstriyel ürünlerde dokunsal geri bildirim oluşturmak için yazılım kütüphanelerini içeren bütünleşik çözümler sunar.

Texas Instruments (TXN )

160,5 milyar dolar piyasa değerine sahip Texas Instruments (TXN) hisseleri şu anda 176,93 dolardan işlem görüyor; yılbaşından bu yana %5,83 düşüş, ancak Nisan düşük seviyesinden bu yana %26,4 artış gösterdi. TXN hisseleri Temmuz ayında 221,69 dolarlık tüm zamanların en yüksek seviyesine (ATH) ulaştı.
Texas Instruments, 5,28 EPS (TTM) ve 33,46 P/E (TTM) oranına sahiptir. Hissedarlarına %3,22 temettü getirisi sunulmaktadır. 16 Ekim’de TI, hisse başına 1,42 dolar tutarında çeyreklik nakit temettüsü açıkladı. Temettü geçen ay %4 artırıldı ve art arda 22 yıl temettü artışı gerçekleşti.

Sonuçlar (2025 Q2): Texas Instruments rapor etti 4,45 milyar dolar gelir (+%16 yıllık, +%9 çeyrek çeyrek), yaklaşık 1,30 milyar dolar net kar ve 1,41 EPS. Yönetim, Q3 gelirini 4,45–4,80 milyar dolar arasında öngördü. Serbest nakit akışı (TTM) 2025 Q2 raporunda yaklaşık 1,8 milyar dolar olarak kaydedildi.

Sonuç

Haptik dünyası genişledikçe ve büyüdükçe, HydroHaptics, teknolojinin dokunma ve dokunulma şeklimizi değiştiren bir paradigma kayması temsil ediyor. Yumuşak, deformable arayüzleri hassas kuvvet geri bildirimiyle birleştirerek, teknoloji cihazlarımız ve ortamlarımızla daha zengin, doğal etkileşimlerin kapısını açıyor.

Sürükleyici eğlenceden tıbbi eğitime ve akıllı evlere kadar, bu teknoloji insan ve makine iletişimini yeniden tanımlayabilir.

Kaynaklar:

1. Han, T., Anderson, F., Irani, P., & Grossman, T. (2018). HydroRing: Sıvı akışı kullanarak karma gerçeklik haptiklerini destekleme. 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). Yumuşak hidro-pnömatik haptik halka ile çok modlu dokular oluşturma. Elsevier BV. https://doi.org/10.2139/ssrn.5170637
3. Shultz, C., & Harrison, C. (2023). Düz Panel Haptikleri: Ölçeklenebilir şekil ekranları için gömülü elektroosmotik pompalar. 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: Hidrostatik Transmisyon kullanarak Yumuşak Deformable Arayüzlerde Yüksek Doğruluklu Kuvvet Geri Bildirimi. 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