جهاز يمكن ارتداؤه على الأنف يحاكي الروائح بالكهرباء

جاس بروكس، جلس مهندس ذو شعر طويل يبدو كما لو أنه قد يضيء القمر مثل الطريق لفرقة معدنية للشعر معصوبي الأعين في غرفة مع وضع أقطاب كهربائية في أنوفهم والسماح للأشخاص عبر الإنترنت بتحريكها الروائح.

"يبدو الأمر بالتأكيد... مرعبًا"، كما قالوا لـ Digital Trends، مشبهين الإعداد التجريبي بـ تجربة ميلجرام، سلسلة مثيرة للجدل من تجارب الستينيات، أجراها عالم نفس في جامعة ييل، حيث تم اختبار مدى استعداد الأشخاص لتوجيه الصدمات الكهربائية للمشاركين.

ومع ذلك، في تجارب ستانلي ميلجرام، لم يكن المشاركون في الحقيقة يقومون بصعق الأشخاص بالكهرباء. ومن دون علمهم، تم اختبار المشاركين حول ما إذا كانوا على استعداد لطاعة شخصية ذات سلطة في القيام بشيء قد يعتبرونه هم أنفسهم غير معقول. في الإعداد التجريبي لبروكس، بروكس حقًا كان تلقي التيارات الكهربائية من الناس في الضوابط. لقد حدث أن تم تسجيلها على شكل أحاسيس دافئة تشبه الوسابي أو نفحات حادة من أبخرة الخل بدلاً من الصدمات.

قال بروكس: "هذا ليس مؤلمًا بالنسبة لي". "كنت أجلس هناك وأقول: أوه نعم، أشعر بهذا. هذا ما أدركه الآن. كان الإعداد الأساسي هو أنني كنت أرتدي عصابة العينين وكانت هناك هذه الشاشة [التي شاركتها] مع التعليمات. لقد كانت هذه الواجهة التي صممتها باستخدام [صورة] أنفي وزر لليمين ولليسار. ويمكنهم النقر عليه افتراضيًا لاختبار المستشعر.

استنشاق مستقبل التكنولوجيا

بروكس، دكتوراه. طالب في قسم علوم الكمبيوتر في مختبر التكامل بين الإنسان والحاسوب بجامعة شيكاغو، ويركز على شكل التكنولوجيا القادمة. وعلى الأقل بناءً على هذه التجربة الأخيرة، أحد الأشكال التي يمكن أن تتخذها التكنولوجيا هو زوج من الأقطاب الكهربائية، مثبت في مكانه بواسطة مغناطيسات صغيرة، يتم إدخالها في أنف مرتديها.

لتصور ذلك، تخيل نوعًا ما من أجهزة مكافحة الشخير عالية التقنية أو نوعًا من ملحقات جمع البيانات الآلية التي قد يستبدلها جاك دورسي من تويتر بحلقة أنفه في Burning Man. الجهاز اللاسلكي الصغير الذي يمكن ارتداؤه والذي يعمل بالبطارية قادر على اكتشاف متى يستنشق مرتديه ثم يستخدم أقطابه الكهربائية لتحفيز الحاجز الأنفي، وهو جزء من الغضروف في الأنف الذي يفصل بين فتحتي الأنف.

الاتجاهات الرقمية المغطاة سابقا عمل مختبر التكامل بين الإنسان والحاسوب عندما قام الباحثون هناك (بما في ذلك بروكس) بتطوير تقنية لتكرار العمل درجة الحرارة في الواقع الافتراضي عن طريق ضخ مواد كيميائية عديمة الرائحة مع عناصر ضئيلة من الكابسيسين والمنثول لمحاكاة الشعور حار وبارد. تم ذلك باستخدام مرفق منخفض الطاقة مثبت على شاشة الواقع الافتراضي. لكن هذه المرة، لا يتضمن الجهاز الذي توصل إليه الفريق أي تحفيز كيميائي فعلي على الإطلاق. مرتديها ليس كذلك في الحقيقة شم رائحة خارجية. إنهم ببساطة لديهم إحدى المجموعات العصبية المرتبطة بالرائحة مدغدغة بطريقة تجعلهم يعتقدون ذلك.

قال بروكس: "قد يعرف معظم الناس أننا ندرك الرائحة باستخدام بصيلتنا الشمية، لكن الرائحة في الواقع هي إحساس متعدد الوسائط". "لدينا نظامان [يساهمان] في إدراكنا الصغير. لدينا تلك البصلة الشمية، ثم لدينا النهايات العصبية في أنفنا التي تستقبل أشياء مثل الحدة الخل، وهو إحساس واضح جدًا، يتوسطه هذا العصب، بالإضافة إلى أشياء مثل المظهر المنعش نعناع."

يقوم الأنف الذي يمكن ارتداؤه بتقنية البلوتوث بإطلاق طنين على منطقة العصب الثلاثي التوائم الأخيرة من أجل تنفيذ خدعته. تضيف هذه المجموعة العصبية التي يسهل الوصول إليها (أي أسهل من البصلة الشمية الموجودة خلف مقلة العين) أحاسيس معينة للرائحة، والتي يقوم الدماغ بعد ذلك بمزجها مع بيانات البصلة الشمية لاستحضار رائحة معينة الأحاسيس.

تاريخ موجز للرائحة

يعتبر العمل الذي قام به بروكس وبقية الفريق متطورًا. ولكنها ليست المرة الأولى التي يستمتع فيها العالم بفكرة تكنولوجيا الشم. في الأول من أبريل عام 2013، أعلنت جوجل عن مشروعها Google Nose، وهو مبادرة جديدة لشركة التكنولوجيا العملاقة والتي قالت إنها ستوسع مساحة البحث إلى عالم حاسة الشم. أظهر مقطع فيديو أنتجته جوجل مدير المنتج جون وولي وهو يشرح كيف أن الرائحة جزء مهم من الطريقة التي نتنقل بها حول العالم، ولكن تم تجاهلها بقسوة من خلال طرق البحث السابقة.

كانت فكرة Google Nose هي البناء على قاعدة بيانات Google Aroma التي تضم 15 مليون "سينتي بايت" من جميع أنحاء العالم للسماح للمستخدمين "بالبحث عن الروائح". من خلال النقر على جديد باستخدام زر Google Smell أثناء استخدام جهاز كمبيوتر محمول أو سطح مكتب أو جهاز محمول، يمكن للمستخدم، على سبيل المثال، رفع هاتفه أمام زهرة والحصول على تعريف إيجابي بناءً على رائحة. وأوضح الفيديو: "من خلال تقاطع الفوتونات مع الموجات دون الصوتية، يقوم Google Nose Beta بمحاذاة الجزيئات مؤقتًا لمحاكاة رائحة معينة".

لقد كانت، لسوء الحظ، كذبة إبريل وليست منتجًا حقيقيًا. على الرغم من أنها كانت ممتعة جدًا، إلا أن هذا يدل أيضًا على كيفية التعامل مع تكنولوجيا الروائح في التاريخ الحديث. لا أحد يشكك في أن الحواس الشمية قوية (هناك سبب يتحدث الناس عن أهمية خبز الخبز الطازج عندما تقوم بمعاينة المنزل لبيع منزلك)، ولكن فالرائحة هي حاسة يصعب تسخيرها بالطريقة التي يمكننا بها، على سبيل المثال، إنشاء فقاعات من الصوت المخصص باستخدام سماعات الأذن أو التحكم في ما تراه العين باستخدام شاشة فيديو متغيرة.

وقد تم التعامل مع الجهود المبذولة للقيام بذلك بشكل روتيني بالسخرية من قبل النقاد. على سبيل المثال، غالبًا ما يُنظر إلى رؤية Smell-O-Vision التي غادرت منذ فترة طويلة على سبيل الضحك، على أنها الحضيض في حيل السينما في منتصف القرن العشرين في الوقت الذي كانت فيه تفقد قوتها أمام التلفزيون. أول فيلم لـSmell-O-Vision في الستينيات رائحة الغموض، ضخ رائحة آلية إلى مقاعد المسرح باستخدام أنابيب بلاستيكية. تم تصميم الروائح الثلاثين المختلفة، بدءًا من رائحة العرق إلى تلميع الأحذية وحتى النبيذ، لتتوافق مع ما كان يحدث على الشاشة.

جاء في إعلان للفيلم: “أولاً تحركوا (1895)! ثم تحدثوا (1927)! الآن رائحتهم (1960)! كوسيلة للتحايل ، كان الأمر كريهًا.

رائحة المطر الطازج؟

أصبح التحكم في حاسة الشم ممكنًا بدرجة أكبر بكثير مع هذا العمل الأخير من مختبر التكامل بين الإنسان والحاسوب. على سبيل المثال، إحدى الميزات غير العادية للجهاز هي حقيقة أنه يجعل من الممكن شم الرائحة إما بصوت ستيريو أو أحادي. وهذا يعني أنه يمكنه تنشيط كل قطب كهربائي بشكل مستقل، ولهذا السبب تحتوي لوحة التحكم الافتراضية الخاصة ببروكس، والتي تم وصفها سابقًا، على أزرار منفصلة لليسار واليمين. يعد استنشاق الستيريو أمرًا رائعًا لأن هذا ليس جزءًا من الطريقة التي نشعر بها عادةً بالروائح في العالم الحقيقي.

ومع ذلك، لا تتوقع أن يتمكن الجهاز الأنفي القابل للارتداء من تقليد روائح أكثر تعقيدًا. وقال بروكس إن محاكاة نطاق أوسع من الروائح قد يكون ممكنا، ولكن ليس فقط من خلال تحفيز العصب ثلاثي التوائم. تحتوي البصلة الشمية على لوحة أوسع بكثير من الأحاسيس. يشبه العصب الثلاثي التوائم اللسان، حيث يمكنه اكتشاف خمسة أذواق فقط: الحلو، والحامض، والمالح، والمر، والأومامي. (جزء كبير من دقة ما نسميه التذوق هو في الواقع رائحة). وبالمثل، فإن تحفيز العصب الثلاثي التوائم يمكن أن يوفر أحاسيس كبيرة نتعرف عليها على أنها رائحة، ولكن دون أي ملاحظات. بمعنى آخر، بينما يمكنك تكرار الإحساس بالوخز الناتج عن أبخرة الخل، لا يمكنك فعل الشيء نفسه مع رائحة المطر المنعش.

لتحفيز البصلة الشمية، يتم إجراء مسحة أنفية طويلة، تحت إشراف الطبيب، مما يجعل اختبار كوفيد يبدو مثل نفخ أنفك بالمقارنة. وأشار بروكس إلى أن الطريقة المثلى لتحقيق تحفيز البصلة الشمية ستكون عن طريق زرع طبي صغير، على الرغم من أنه من غير المرجح أن يكون هذا شيئًا يستمتع به معظمنا. هناك أيضًا التحدي المتمثل في تكرار الروائح على مستوى الكود. وقالوا: "لا نعرف ما هي المعلمات التي ستكون فعليًا لتشفير الرائحة رقميًا أو كهربائيًا حتى يمكن فك تشفيرها بواسطة المصباح بشكل صحيح بعد ذلك".

فائدة تقنية الشم

وفيما يتعلق بحالات الاستخدام، فإن الأمر الأكثر وضوحًا هو جعل الواقع الافتراضي أكثر غامرة. بغض النظر عن مدى جودة الرسومات، بغض النظر عما إذا كنا نتقن القدرة على القيام بذلك المشي اللانهائي في الواقع الافتراضي أو العمل على التكنولوجيا اللمسية للشعور بالملمس والأشياء في العالم الافتراضي، ستبدو غابة الصنوبر في الواقع الافتراضي، بالنسبة للكثيرين، غير موجودة دائمًا إذا لم تكن بها رائحة أشجار الصنوبر.

لكن بروكس لا ينظر إلى هذا باعتباره مجرد ملحق للألعاب. وقالوا: "لدينا بالفعل تجارب شم استثنائية، ربما لا نوليها الكثير من الاهتمام، في الحياة الواقعية تكون غنية للغاية". "أنت تمشي في الشارع وتصيبك رائحة كريهة. يوجد في شيكاغو مصنع شوكولاتة مشهور جدًا، ويمكنك الحصول على سحب من هذه الرائحة في المدينة. ما أتخيل أن هذا يمكن أن يؤدي إليه هو الواقع المعزز الشمي البحت … نحن نتفاعل مع الروائح اليومية بدلاً من محاولة إنتاج مجموعة جديدة من تجارب الروائح منها يخدش."

هذا العمل، الذي لا يزال في المستقبل بالنسبة للفريق، يمكن أن يركز على جعل تجربة الشم أكثر ذكاءً. من أين تأتي رائحة معينة؟ هل يمكنك طلب رائحة أعجبتك وطلب رائحة أخرى لم تحبها؟ ماذا عن إشعارات الرائحة: من منا لا يريد حرق الوسابي الحاد في أنفه عندما يرسل له رئيسه رسالة على Slack؟ أو، الأمر الأكثر خطورة، هل يمكن جعلك تشم رائحة غاز مميت مثل أول أكسيد الكربون الذي لا رائحة له حاليًا؟ في حين أن كاشفات أول أكسيد الكربون تفعل ذلك دون مطالبة المستخدمين بوضع أقطاب كهربائية في أنوفهم، فمن الممكن أن تكون هذه الأداة مفيدة في سيناريوهات معينة، مثل تلك التي يواجهها عمال الإنقاذ.

"أحد الأشياء التي نفكر فيها هو، هل يمكننا استخدام هذا كتقنية تدخل مثل المعينات السمعية للأشخاص الذين يعانون من فقدان الشم؟" بروكس قال، مشيرًا إلى أن هذا قد يصبح أكثر إلحاحًا في عالم ما بعد الوباء، حيث أثبت استمرار فقدان حاسة الشم أنه أحد الآثار الجانبية السائدة لدى الكثيرين الناس.

وبالطبع، هناك دائمًا إمكانية وجود أنواع أخرى من الترفيه الحسي بخلاف الواقع الافتراضي والألعاب. قال بروكس: "الحواس الكيميائية قوية للغاية لدرجة أنه من الصعب أن تتخيل، مثل أوبرا شمية مدتها ثلاث ساعات تحفزك باستمرار طوال تلك الساعات الثلاث ولا تمنحك فترات راحة". لكن الفكرة مغرية بالتأكيد. "لقد كنت أفكر، على مدى العام ونصف العام الماضيين، في مدى استمتاعي الشخصي برائحة جهاز Walkman."

إن فكرة اختيار قائمة تشغيل من الروائح - بدءًا من رائحة الطماطم على الكرمة إلى رائحة منعم الأقمشة - وتشغيل كل منها حسب الطلب، هي المادة التي تصنع منها أحلام التكنولوجيا. بعيد المنال، ربما. لكنه ليس مستحيلا. وقال بروكس: "إنه بالتأكيد ليس مستبعدا".

أ ورقة تصف عمل الفريق تم تقديمه مؤخرًا في مؤتمر 2021 حول العوامل البشرية في أنظمة الحوسبة (CHI). إلى جانب بروكس، كان من بين الباحثين الآخرين الذين عملوا في المشروع رئيس المختبر بيدرو لوبيز، ورومان نيث، وشان يوان تنغ، وجينغشوان وين، وجون نيشيدا.

توصيات المحررين

• تستخدم إنتل الذكاء الاصطناعي. لبناء رقائق الرائحة والرؤية
• الشم أمر مصدق: قد تكون رؤية رائحة Feelreal قادمة إلى سماعات الرأس VR