HydroHaptics: Permukaan Lembut dengan Umpan Balik Gaya Nyata

Sentuhan adalah salah satu indra kita yang paling penting, dan mulai berkembang bahkan sebelum kita lahir. Sebenarnya, sentuhan adalah indra paling awal yang berkembang dalam embriologi manusia.

Sebagai bagian tak terpisahkan dari kehidupan kita, sentuhan terjadi ketika neuron khusus merasakan informasi taktil dari kulit dan menyampaikannya ke otak, di mana informasi tersebut dipersepsikan sebagai suhu, tekanan, rasa sakit, dan getaran.

Neuron sensorik kita sangat beragam, dengan ujungnya berada di berbagai struktur sensorik. Neuron-neuron ini bekerja secara harmonis untuk mendeteksi berbagai kualitas sentuhan.

Seiring dengan meningkatnya pemahaman kita tentang bahasa sentuhan yang rumit, kemampuan kita untuk merekonstruksinya melalui teknologi juga meningkat. Di sinilah haptik berperan, sebuah bidang yang sedang berkembang yang menerjemahkan kekayaan sensorik sentuhan manusia ke dalam pengalaman digital dan mekanis.

Berasal dari kata Yunani 'haptein', yang berarti kontak atau menyentuh, haptik merujuk pada penginderaan dan manipulasi melalui sentuhan. Ini juga melibatkan penggunaan teknologi untuk menciptakan sensasi taktil seperti getaran atau umpan balik gaya. Contohnya termasuk pengontrol game, getaran ponsel pintar, operasi robotik, dan realitas maya.

Haptik memungkinkan pengguna untuk menyentuh dan merasakan objek yang jauh secara tidak langsung. Perangkat khusus seperti joystick dan sarung tangan data memberikan umpan balik dari aplikasi komputer dalam bentuk sensasi taktil. Dengan memberikan umpan balik paksa kepada mereka yang berinteraksi dengan lingkungan virtual, haptik menciptakan aliran informasi dua arah.

Evolusi Teknologi Haptik 

Geser untuk menggulir →

Sejak diperkenalkan sekitar setengah abad yang lalu, haptik telah berkembang menjadi bidang yang canggih di mana sensasi seperti tekstur, suhu, tekanan, dan bahkan kelembutan dapat direkayasa ke dalam objek sehari-hari. Generasi haptik baru ini menjanjikan untuk membawa pengalaman digital lebih dekat dengan interaksi fisik yang nyata.

Beragamnya teknologi haptik yang membentuk antarmuka saat ini menunjukkan betapa pesatnya perkembangan teknologi ini.

Ponsel pintar dan perangkat wearable menggunakan umpan balik vibrotaktil untuk menghasilkan getaran, sementara haptik elektrostatik pada layar sentuh dan trackpad menciptakan ilusi tekstur atau gesekan pada layar yang sebenarnya halus. Haptik termal mensimulasikan perubahan suhu untuk menghadirkan lebih banyak realisme pada interaksi virtual.

Force Feedback menambahkan sensasi tekanan atau gerakan untuk membuat interaksi terasa lebih nyata. Aktuator dan motor haptik adalah yang membuat Anda merasakan hambatan pada kontroler game atau perangkat VR.

Di luar itu, material pintar baru seperti polimer elektroaktif dan magnetorheologis, yang mengubah bentuk atau kekenyalan saat terkena medan listrik atau magnet, memungkinkan umpan balik haptik yang fleksibel.

Kemudian ada haptik piezoelektrik untuk umpan balik yang presisi dan terlokalisasi menggunakan tegangan. Gaya lateral kecil diterapkan pada kulit, sementara haptik mikrofluida menggunakan saluran fluida kecil untuk mensimulasikan sensasi sentuhan.

Teknologi lain dalam bidang yang berkembang ini adalah haptik pneumatik dan hidraulik, yang digunakan untuk mensimulasikan kekuatan genggaman, berat, atau benturan dengan memanfaatkan tekanan udara atau cairan.

Di antara berbagai teknologi tersebut, haptik hidrolik semakin banyak diminati oleh para peneliti sebagai teknologi haptik dengan fidelitas tinggi. Teknologi baru ini, pada akhirnya, menyediakan sensasi yang kuat dan realistis yang melampaui kemampuan haptik berbasis getaran yang lebih lama.

Penggunaan fluida di sini memungkinkan terciptanya umpan balik gaya yang kuat, presisi, dan sangat dinamis. Selain itu, sistem haptik hidrolik dapat memberikan sensasi termal yang cepat dan realistis dengan mengalirkan air dengan suhu berbeda secara cepat. Lebih dari itu, sistem hidrolik dan pneumatik dapat diintegrasikan ke dalam perangkat lunak dan fleksibel, memungkinkan haptik yang lebih alami dan dapat dikenakan yang mengurangi kelelahan pengguna dan mempertahankan ketangkasan.

Karena perangkat haptik saat ini seringkali berukuran besar dan kaku, yang membuatnya tidak cocok untuk interaksi di mana-mana, para peneliti telah mengatasi kekurangan ini dengan mengembangkan pompa dan aktuator hidrolik miniatur, sehingga memungkinkan terciptanya perangkat kecil yang dapat dikenakan dan jauh lebih praktis untuk penggunaan sehari-hari.

Sebagai contoh, beberapa tahun yang lalu, para peneliti dari Autodesk Research, Universitas Manitoba, dan Universitas Toronto berkolaborasi untuk buat HydroRing¹, sebuah perangkat yang dikenakan di jari untuk memberikan sensasi taktil berupa suhu, getaran, dan tekanan guna memungkinkan interaksi haptik realitas campuran. 

Saat aktif, perangkat yang dapat dikenakan ini memberikan sensasi dengan bantuan cairan yang mengalir melalui tabung tipis dan fleksibel yang dikenakan di bantalan jari. Dalam mode pasif, perangkat ini memiliki dampak minimal pada ketangkasan pengguna dan persepsi mereka terhadap rangsangan.

Baru-baru ini, para peneliti dari Georgia Tech memperkenalkan cincin haptik lembut mereka², yang menggabungkan aktuasi pneumatik dan hidraulik untuk meniru kelembutan, kekasaran, dan termal pada falang proksimal. Cincin ini, yang terbuat dari silikon EcoFlex 00-30 untuk menyesuaikan sifat mekanik kulit manusia, memungkinkan pemakainya untuk menggunakan ujung jari mereka untuk menjelajahi lingkungan sekitar. 

Desainnya mengakomodasi penyampaian getaran melalui inflasi pneumatik, sensasi termal melalui sirkulasi air dalam sirkuit hidrolik, dan tekanan secara bersamaan. 

Setelah mengevaluasi efektivitas cincin dan teknik rendering, para peneliti melakukan studi pengguna yang melibatkan 15 peserta. Mereka menemukan tingkat akurasi hingga 90% dalam kemampuan peserta untuk mencocokkan tekstur virtual dengan tekstur nyata. Peringkat kata sifat multidimensi juga menunjukkan bahwa perangkat tersebut secara efektif mengkomunikasikan sensasi taktil yang berbeda di berbagai modalitas.

Beberapa tahun lalu, para peneliti dari Universitas Carnegie Mellon mengembangkan teknologi ini lebih lanjut dengan mengembangkan haptik berbasis hidrolik³ Cukup tipis, hanya 5mm, untuk dimasukkan ke dalam layar OLED agar notifikasi layar sentuh dapat dirasakan secara fisik. 

Teknologi tampilan baru ini memungkinkan pengguna untuk berinteraksi dengan notifikasi, menekan tombol, dan mengetik di keyboard dengan cara yang lebih mendalam dan interaktif. Menurut para peneliti, prototipe teknologi ini selanjutnya dapat memungkinkan antarmuka dinamis pada perangkat lain seperti pemutar musik, gim, kendaraan listrik, dan banyak lagi.

Kini, para peneliti di Universitas Bath telah mengembangkan teknologi baru yang responsif⁴ disebut HydroHaptics yang merespons bahkan sentuhan dan remasan.

Mengapa Haptik Hidraulik Lebih Unggul daripada Pneumatik (Penjelasan tentang Hidraulik)

Antarmuka yang lunak dan fleksibel menawarkan potensi interaksi yang unik tetapi memiliki keterbatasan dalam hal umpan balik gaya. Dalam hal ini, pendekatan pneumatik tidak cocok karena kurang responsif dan presisi, sementara solusi mikrohidraulik memiliki input yang terbatas. 

Jadi, sistem hidrolik merupakan pilihan yang sempurna. Sistem hidrolik menggunakan cairan sebagai fluida kerja, tidak seperti pendekatan pneumatik yang menggunakan udara, yang kompresibilitasnya membatasi kecepatan dan akurasi gaya serta perpindahan keluaran. Cairan memungkinkan presisi yang lebih tinggi serta keluaran yang lebih responsif. 

Model hidraulik interaktif saat ini sebagian besar menggunakan mikrohidraulik, yang dapat memberikan peningkatan kontrol tetapi memiliki keterbatasan volume, yang membatasi antarmuka pada tombol-tombol kecil, yang pada gilirannya memengaruhi fleksibilitas input dan keragaman bentuk. 

Saat mendesain sistem interaktif hidrolik, seseorang juga harus mengatasi kebocoran, keterbatasan kemampuan penggerak balik, dan kebutuhan akan komponen khusus, yang membuat pencapaiannya menjadi lebih sulit.

Jadi, para peneliti telah menciptakan HydroHaptics, sebuah sistem baru yang memungkinkan umpan balik gaya dengan fidelitas tinggi pada antarmuka yang dapat berubah bentuk melalui transmisi hidrostatik. Platform ini mampu meningkatkan kualitas umpan balik gaya pada antarmuka lunak, sambil mempertahankan kualitas yang memungkinkan pengalaman pengguna yang kaya, yaitu fleksibilitas, kelembutan, dan kebebasan input.

Teknologi ini memiliki beberapa keunggulan. Pertama, teknologi ini ditenagai oleh motor DC tanpa sikat dan tidak memerlukan pompa, katup, dan regulator. Dengan memanfaatkan ketersediaan, keterjangkauan, dan pilihan kontrol dari motor kompak ini, para peneliti dapat menciptakan efek umpan balik gaya pada HydroHaptics. 

Dengan desain yang menggunakan lebih sedikit komponen agar mudah diskalakan, sistem ini mengurangi kerentanan terhadap kebocoran sekaligus membuatnya mudah beradaptasi dengan antarmuka yang lebih besar. Sebagian besar komponen yang digunakan dalam sistem ini juga merupakan komponen siap pakai atau hasil cetak 3D.

Selain itu, HydroHaptics secara intrinsik bersifat dua arah untuk memungkinkan pendeteksian interaksi input gaya dan memberikan umpan balik gaya. Artinya, teknologi baru ini memungkinkan komunikasi dua arah antara seseorang dan objek yang mereka pegang atau kenakan. 

Secara keseluruhan, semua manfaat ini memberikan peluang unik untuk mengeksplorasi interaksi haptik pada antarmuka lunak dan mengembangkan perangkat deformabel baru.

Saat ini, HydroHaptics adalah sistem sumber terbuka dengan sel hidrolik tertutup, yang berisi sejumlah cairan tetap, yang tidak dapat dikompresi dan secara hidrolik menghubungkan dua permukaan fleksibel sel tersebut. Hal ini memungkinkan transmisi gaya dua arah di antara keduanya.

Aktuator mekanik linier bertindak sebagai mesin haptik, yang dapat memberikan umpan balik gaya dengan menggeser fluida, mentransmisikan gaya ke antarmuka yang dapat berubah bentuk. Untuk memungkinkan antarmuka berubah bentuk, mesin yang sama bergerak sebagai respons terhadap gaya yang diterapkan pada antarmuka yang dapat berubah bentuk sambil mempertahankan tekanan di dalam sel hidrolik, yang dapat disesuaikan untuk menghasilkan tingkat kekakuan yang berbeda.

Dengan pendekatan ini, pengguna dapat merasakan getaran, bunyi klik yang tajam, dan resistensi yang bervariasi sementara permukaan tetap mempertahankan kelembutan dan fleksibilitas alaminya, tidak peduli bagaimana seseorang menekan, mencubit, atau memutarnya, "sesuatu yang, sampai sekarang, sama sekali tidak mungkin," kata James Nash, salah satu pemimpin studi dan mahasiswa PhD Ilmu Komputer di Bath.

Jadi, seseorang dapat mencubit, mengetuk, atau memutar suatu objek seperti mouse komputer yang lentur, pakaian, atau bantal, dan objek tersebut akan merespons dengan cara yang ekspresif dan bermakna, misalnya, dengan meredupkan cahaya, membentuk gambar di layar, atau mengganti saluran TV.

Masukan dari pengguna juga dapat dideteksi dengan memantau tekanan internal.

“Input dari pengguna dideteksi oleh sistem melalui objek, dan pengguna kemudian merasakan respons haptik sistem melalui permukaan yang dapat berubah bentuk.”

– Studi ini dipimpin oleh Profesor Jason Alexander dari Departemen Ilmu Komputer di Bath.

Dengan cara ini, HydroHaptics memungkinkan pengalaman haptik yang berbeda pada antarmuka yang lunak dan mudah berubah bentuk, yang saat ini tidak praktis melalui pendekatan yang ada.

Dengan HydroHaptics, para peneliti membuka pintu menuju peluang menarik untuk interaksi berbasis sentuhan dengan benda-benda sehari-hari. Teknologi ini dapat sangat bermanfaat bagi game, teknologi yang dapat dikenakan, simulasi medis, desain produk, dan bidang lainnya.

Gelombang Berikutnya dalam Interaksi Manusia-Komputer

Tim ilmuwan komputer dari Bath mempresentasikan studi mereka tentang HydroHaptics di Simposium ACM tentang Perangkat Lunak dan Teknologi Antarmuka Pengguna (UIST '25) beberapa minggu yang lalu, di mana makalah tersebut menerima penghargaan sebagai karya yang patut dipuji.

Dalam bentuknya yang sekarang, sistem ini berbentuk silinder, di bagian atasnya terdapat kubah yang dapat berubah bentuk yang terbuat dari silikon, yang membentuk permukaan atas sel yang terbuka, yang bagian bawahnya juga disegel dengan membran silikon fleksibel. Tepat di bawah sel terdapat sensor tekanan dan kereta sekrup, yang digerakkan oleh motor DC.

Saat pengguna berinteraksi dengan kubah, misalnya dengan menekan atau meremasnya, mereka menggeser air, menyebabkan air tersebut menekan dan meregangkan membran bagian bawah. Sensor mendeteksi peningkatan tekanan yang dihasilkan dan mencocokkannya dengan gerakan dan perintah yang terkait dengannya.

Untuk memberikan umpan balik taktil, perangkat ini menggunakan motor untuk menekan sel dari bawah, yang mendorong kubah ke atas melawan jari pengguna, sehingga menciptakan sensasi getaran berosilasi, bunyi klik yang khas, atau tombol tekan yang tegang.

Untuk mendemonstrasikan kemampuan HydroHaptics dalam meningkatkan interaksi melalui umpan balik gaya yang sangat presisi, tim tersebut mengintegrasikannya ke dalam empat aplikasi sehari-hari. 

Sebuah mouse komputer yang dapat berubah bentuk dan dilengkapi dengan bantalan silikon lembut yang memungkinkan pengguna untuk membentuk objek digital di layar dengan menekan dan mengubah bentuk permukaan mouse. 

Sebuah bantal interaktif kecil yang memberikan umpan balik haptik sekaligus tetap lembut. Kantung HydroHaptic ditempatkan di dalam bantal untuk mengontrol perangkat pintar saat ditekan atau diremas.

Sebuah ransel yang memberikan umpan balik gaya pada tubuh melalui tali bahu. Ransel ini memberikan notifikasi ponsel pintar melalui sentuhan dan tekanan pada bahu, yang juga dapat digunakan untuk navigasi.

Joystick yang dicetak 3D dengan penguatan gaya ditingkatkan dengan teknologi HydroHaptic untuk meningkatkan pengalaman bermain video game. Umpan balik haptik diberikan kepada pemain selama permainan untuk mensimulasikan ketegangan, resistensi, atau benturan keras.

Aplikasi-aplikasi ini menunjukkan integrasi umpan balik haptik berkualitas tinggi pada antarmuka dan objek yang lembut dan fleksibel untuk pertama kalinya. Dan tim tersebut melihat banyak potensi untuk teknologi mereka di berbagai perangkat interaktif.

“Eksperimen kami menunjukkan bahwa ini adalah sistem yang andal untuk memungkinkan manusia berinteraksi dengan benda-benda lunak secara bermakna yang akan meningkatkan cara kita hidup dan bekerja.”

– Profesor Jason Alexander

Untuk menggambarkan potensi HydroHaptics, ia memberikan contoh pengguna yang merasakan efek fisik pada bantal yang mereka sandari, yang mencerminkan apa yang terjadi di TV di depan mereka. Misalnya, getaran pada bantal saat mobil melaju di jalan bergelombang di TV, atau bantal menjadi padat saat seseorang menabrak dinding yang keras. Contoh lain adalah pengguna ransel, yang tidak memerlukan ponsel mereka untuk navigasi karena tali ransel akan memandu mereka melalui tekanan lembut pada bahu.

“Ini hanyalah dua dari sekian banyak cara teknologi ini dapat diintegrasikan ke dalam kehidupan kita dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi.”

– Alexander 

Untuk mengevaluasi kinerja teknologi mereka, tim tersebut menjalankan serangkaian penilaian teknis menggunakan lengan robot berpresisi tinggi dan melakukan studi pengguna. Selama studi tersebut, tim tersebut mendemonstrasikan kemampuan HydroHaptics untuk menciptakan efek haptik yang berbeda dengan akurasi identifikasi rata-rata 82.6% di semua efek dan 92.8% pada efek yang paling berbeda. 

Meskipun tim peneliti lain juga sedang mengerjakan antarmuka lunak dan mudah berubah bentuk, dan telah menghasilkan prototipe yang menunjukkan sensasi yang sangat terlokalisasi atau berbagai tingkat umpan balik dengan tingkat akurasi rendah, mereka belum mencapai tingkat skala, presisi, dan resolusi seperti yang dimiliki HydroHaptics.

Tim tersebut yakin produk HydroHaptics dapat segera siap dipasarkan, jika minat terhadap teknologi mereka menjadi indikatornya. “Dengan sumber daya yang cukup, bukan hal yang tidak realistis jika ini dapat diwujudkan dalam sebuah produk dalam satu atau dua tahun,” kata Profesor Alexander.

Namun tentu saja, tim tersebut perlu terlebih dahulu menyempurnakan mesin haptik agar ukurannya dapat dikurangi dan sesuai untuk aplikasi komersial.

Sistem ini juga tidak tanpa keterbatasan teknis. Seperti yang disebutkan dalam makalah tersebut, udara dapat terjebak di dalam sel hidrolik atau bocor ke dalam sistem seiring waktu, yang dapat mengurangi kinerjanya. Selain itu, tekanan keluaran yang tinggi menciptakan kebutuhan akan daya yang signifikan, yang dapat menyebabkan masalah termal.

Dalam hal mesin haptik, pendekatan tim bergantung pada kekakuannya, dan meskipun dapat dipisahkan melalui tabung fleksibel, ia harus tetap terhubung ke antarmuka, yang tidak selalu memungkinkan untuk antarmuka yang sepenuhnya dapat berubah bentuk. Studi tersebut mencatat:

“HydroHaptics mewakili langkah penting menuju tujuan jangka panjang untuk mencapai sistem umpan balik gaya haptik yang sepenuhnya dapat berubah bentuk, dan pekerjaan di masa mendatang harus bertujuan untuk mengurangi jumlah dan ukuran komponen kaku.” 

Berinvestasi dalam Teknologi Haptik

Texas Instruments (TXN ) is raksasa semikonduktor yang mengembangkan chip pemrosesan analog dan tertanam untuk berbagai pasar termasuk elektronik pribadi, otomotif, peralatan komunikasi, industri, dan sistem perusahaan.

TI juga merupakan pemain utama dalam industri haptik, menyediakan solusi terintegrasi yang mencakup driver haptik, pengontrol layar sentuh, dan pustaka perangkat lunak untuk menghasilkan umpan balik taktil pada elektronik konsumen dan produk industri.

Texas Instruments (TXN )

Dengan kapitalisasi pasar sebesar $160.5 miliar, saham TXN saat ini diperdagangkan pada harga $176.93, turun 5.83% YTD tetapi naik 26.4% sejak titik terendah April. Saham TXN sebenarnya mencapai titik tertinggi sepanjang masa (ATH) di $221.69 pada bulan Juli.

Texas Instruments memiliki EPS (TTM) sebesar 5.28 dan P/E (TTM) sebesar 33.46. Dividen yang ditawarkan kepada pemegang saham adalah sebesar 3.22%. Pada 16 Oktober, TI mengumumkan dividen tunai triwulanan sebesar $1.42 per saham biasa. Dividen tersebut dinaikkan sebesar 4% bulan lalu, menandai kenaikan selama 22 tahun berturut-turut.

Hasil Terbaru (Q2 2025): Texas Instruments melaporkan Pendapatan sebesar $4.45 miliar (+16% YoY, +9% QoQ), laba bersih sekitar $1.30 miliar, dan EPS $1.41. Manajemen memproyeksikan pendapatan kuartal ketiga sebesar $4.45–$4.80 miliar. Arus kas bebas (TTM) sekitar $1.8 miliar dalam laporan kuartal kedua tahun 2025.

Kesimpulan

Seiring dengan berkembangnya dunia haptik, HydroHaptics mewakili pergeseran paradigma dalam bagaimana kita akan menyentuh dan disentuh melalui teknologi. Dengan menggabungkan antarmuka yang lembut dan mudah berubah bentuk dengan umpan balik gaya yang presisi, teknologi ini membuka pintu menuju interaksi yang lebih kaya dan alami dengan perangkat dan lingkungan kita. 

Mulai dari hiburan yang imersif hingga pelatihan medis dan rumah pintar, teknologi ini dapat mendefinisikan ulang cara manusia dan mesin berkomunikasi.

Referensi:

1. Han, T., Anderson, F., Irani, P., & Grossman, T. (2018). HydroRing: Mendukung haptik realitas campuran menggunakan aliran cairan. In Prosiding Simposium Tahunan ACM ke-31 tentang Perangkat Lunak dan Teknologi Antarmuka Pengguna (UIST '18) (hlm. 913–925). Asosiasi untuk Mesin Komputasi. https://doi.org/10.1145/3242587.3242667
2. Sanz Cozcolluela, A., & Vardar, Y. (2025). Menghasilkan tekstur multimodal dengan cincin haptik hidropneumatik lunak. Elsevier BV. https://doi.org/10.2139/ssrn.5170637
3. Shultz, C., & Harrison, C. (2023). Haptik Panel Datar: Pompa elektroosmosis tertanam untuk tampilan bentuk yang dapat diskalakan. In Prosiding Konferensi CHI 2023 tentang Faktor Manusia dalam Sistem Komputasi (Pasal 745). Asosiasi untuk Mesin Komputasi. 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). HydroHaptics: Umpan Balik Gaya Akurasi Tinggi pada Antarmuka Lunak yang Dapat Berubah Bentuk menggunakan Transmisi Hidrostatik. Dalam A. Bianchi, E. Glassman, WE Mackay, S. Zhao, J. Kim, & I. Oakley (Eds.), Prosiding Simposium Tahunan ACM ke-38 tentang Perangkat Lunak dan Teknologi Antarmuka Pengguna (UIST '25) (Artikel No. 59). Asosiasi untuk Mesin Komputasi. https://doi.org/10.1145/3746059.3747679