Durch haptische Systeme (haptic devices) sollen die in einer virtuellen Umgebung auftretenden Kräfte dem Benutzer rückgemeldet werden, so daß dieser direkt mit der Umgebung interagieren kann. Ein wichtiges Kriterium stellt dabei die Fähigkeit des Systems zur Simulation einer Wand dar (also das Übergangs von sehr geringem zu sehr hohem Widerstand). Die verschiedenen möglichen Kräfte werden durch Motoren ausgeübt. Durch geeignete Sensoren muß deren Position genau erfaßt werden, um auch die Aktionen des Benutzers präzise erfassen zu können.
Aufgrund der diskreten Zeitzyklen und der verwendeten Algorithmen (Aufschwingen von Fehlern) können dabei Instabilitäten auftreten, d.h. Vibrationen von eigentlich statischen Objekten. Diese Instabilitäten bewirken einen Verlust des Gefühls, direkt mit den virtuellen Gegenständen zu interagieren. Um dies zu verhindern, muß außerdem eine geeignete Dämpfung der Motoren realisiert werden.
Vibrationen können beispielsweise auch dann auftreten, wenn der Benutzer einen virtuellen Gegenstand an eine virtuelle Wand preßt, da die Aktuatoren das virtuelle Objekt mit einer etwas größeren Kraft von der Wand wegdrücken, als vom Benutzer ausgeübt wird. Dadurch wiederum erhöht der Benutzer seinen Druck auf das virtuelle Objekt usw. Es kommt zu einem als chatter bezeichneten Oszillieren des Gegenstandes.
Kapuscinski (1997) empfiehlt außerdem, zur Kraftübertragung Keilriemen anstelle eines Getriebes einzusetzen, da diese gleichmäßiger reagieren und keinen Rückschlag erzeugen. Starre Gelenke erhöhen die Steifigkeit des Systems und durch geeignete Werkstoffe läßt sich das Gewicht reduzieren. Zur Evaluation der Eignung von Aktuatoren empfiehlt er folgende Kriterien:
Kapuscinski (1997) schildert wichtige Kriterien für die Auswahl eines Motors zur Steuerung von Aktuatoren. Grundsätzlich werden bürstenlose Gleichstrommotoren eingesetzt, bei denen zwar eine zusätzliche Steuerelektronik erforderlich ist, die aber dafür eine geringe Trägheit und Reibung besitzen und außerdem flexibler ansteuerbar sind. Für die engere Wahl eines Motors sind folgende Kriterien relevant:
Der zweite Teil der Arbeit von Kapuscinski (1997) beschäftigt sich mit der Konstruktion eines für Aktuatoren geeigneten Dämpfungsmechanismus. Der Autor stellt fest, daß keine kommerziell verfügbaren Dämpfungssysteme den Anforderungen entsprechen und entwickelt daher selbst ein neuartiges System.
Er legt außerdem Wert darauf, daß die Dämpfung auch durch gezielten Einsatz des gedämpften Motors wieder kompensiert werden kann, so daß vom Benutzer auch widerstandslose Bewegungen ausgeführt werden können (wenn beispielsweise ein leichtes virtuelles Objekt durch die Luft getragen werden soll). Dazu muß auch ein geeigneter Drehmomentsensor in den Aufbau integriert werden. Der Autor schlägt hierfür eine Entwicklung aus dem Labor von Brown vor.
Das von Kapuscinski (1997) entworfene Dämpfungssystem basiert auf einem rotierenden Dämpfer, bei dem die Drehung durch mehrere Scheiben abgebremst wird, die sich in einer zähen Flüssigkeit bewegen. Durch Variieren des Abstandes zwischen diesen Scheiben soll außerdem eine Einstellung des Dämpfungsfaktors möglich sein. Der Autor nennt folgende Kriterien für einen geeigneten Dämpfer:
Der von Kapuscinski (1997) entworfene Dämpfer wurde bisher noch nicht implementiert.