Nositelné zařízení se zapínáním na nos simuluje pachy s elektřinou

Jas Brooks, dlouhovlasý inženýr, který vypadá, jako by mohl svit měsíce jako roadie pro vlasovou metalovou kapelu, seděl se zavázanýma očima v místnosti s elektrodami u nosu a nechat lidi přes internet, aby to nastartovali voní.

"Rozhodně to vypadá… děsivě," řekli Digital Trends a přirovnali experimentální nastavení k Milgramův experiment, kontroverzní série experimentů ze 60. let, provedených psychologem z Yale, ve kterých byli lidé testováni na jejich ochotu rozdávat účastníkům elektrické šoky.

V experimentech Stanleyho Milgrama však účastníci ve skutečnosti nezabíjeli lidi elektrickým proudem. Aniž by to věděli, účastníci byli testováni, zda jsou ochotni poslechnout autoritní postavu při dělání něčeho, co by sami mohli považovat za nerozumné. V Brooksově experimentálním nastavení, Brooks opravdu byl příjem elektrického proudu od lidí u ovládacích prvků. Ty se jen náhodou zaregistrovaly v podobě hřejivých pocitů připomínajících wasabi nebo ostrých závanů octových výparů místo otřesů.

"Není to pro mě bolestivé," řekl Brooks. „Jen jsem tam seděl a říkal si: ‚Ach ano, cítím to. To je to, co právě teď vnímám.‘ Základní nastavení bylo, že jsem měl tuto pásku přes oči a byla tam tato obrazovka [sdílel jsem] s pokyny. Bylo to toto rozhraní, které jsem navrhl s [obrázkem] mého nosu a pravým a levým tlačítkem. Mohli na něj virtuálně kliknout a otestovat senzor.“

Přičichnout k budoucnosti techniky

Brooks, Ph.D. student katedry informatiky na University of Chicago Human-Computer Integration Lab, se zaměřuje na podobu budoucích technologií. A, alespoň na základě tohoto nedávného experimentu, jeden tvar, který by technologie mohla mít, je pár elektrod, držených na místě malými magnety, vloženými do nosu nositelů.

Abychom si to představili, představte si nějaký druh špičkového zařízení proti chrápání nebo typ kyborgického příslušenství pro shromažďování dat, které by Jack Dorsey z Twitteru vyměnil na Burning Man za kroužek v nose. Drobné, bezdrátové, bateriově napájené nositelné zařízení je schopno detekovat, kdy nositelé vdechují, a poté pomocí svých elektrod stimuluje jejich přepážku, část chrupavky v nose, která odděluje nosní dírky.

Digitální trendy dříve pokryto práce laboratoře Human-Computer Integration Lab, když tamní výzkumníci (včetně Brookse) vyvinuli techniku ​​pro replikaci teploty ve virtuální realitě čerpáním chemikálií bez zápachu se stopovými prvky kapsaicinu a mentolu pro simulaci pocitu teplý a studený. To bylo provedeno pomocí nízkoenergetického nástavce připevněného k VR displeji. Tentokrát však zařízení, se kterým tým přišel, nezahrnuje vůbec žádnou skutečnou chemickou stimulaci. Nositel není vlastně cítit vnější pach; prostě mají jeden z nervových shluků spojených s čichem lechtajícím způsobem, který je nutí myslet si, že jsou.

„Většina lidí možná ví, že vnímáme čich pomocí čichové cibulky, ale ve skutečnosti je čich multimodální vjem,“ řekl Brooks. „Máme dva systémy, které [přispívají] k našemu malému vnímání. Máme tu čichovou žárovku a pak máme nervová zakončení v nose, která vnímají věci jako ostrost octa, což je velmi jasný pocit, zprostředkovaný tímto nervem, stejně jako věci jako osvěžující aspekt máta."

Nos, který nosí Bluetooth, bzučí v této poslední oblasti trigeminálního nervu, aby vytáhl svůj trik. Tento snadněji dosažitelný nervový shluk (snazší, tedy než čichový bulbus, který se nachází za oční bulvou) dodává určité pachové vjemy, které pak mozek smíchá s daty čichové žárovky, aby vykouzlil určitý pach pocity.

Stručná historie vůně

Práce provedená Brooksem a zbytkem týmu je špičková. Není to však poprvé, co se svět baví o pojmech pachové technologie. Dne 1. dubna 2013 Google oznámil svůj projekt Google Nose, novou iniciativu pro technologického giganta, která by, jak řekl, rozšířila vyhledávací prostor do oblasti čichů. Video vytvořené společností Google ukázalo, že produktový manažer Jon Wooley vysvětluje, jak je vůně klíčovou součástí způsobu, jakým se pohybujeme světem, ale která byla předchozími metodami vyhledávání krutě přehlížena.

Myšlenkou Google Nose bylo stavět na databázi Google Aroma čítající 15 milionů „scentibajtů“ z celého světa, aby uživatelé mohli „hledat vůně“. Kliknutím na nový Při používání notebooku, stolního počítače nebo mobilního zařízení může uživatel například přiložit telefon ke květině a získat pozitivní identifikaci na základě vůně. „Protnutím fotonů s infrazvukovými vlnami Google Nose Beta dočasně zarovná molekuly tak, aby napodobovaly konkrétní vůni,“ vysvětluje video.

Bohužel to byl spíše aprílový žert než skutečný produkt. I když to byla dobrá zábava, svědčí to také o tom, jak se v nedávné historii často zacházelo s technologií pachu. Nikdo nezpochybňuje, že čichové smysly jsou mocné (existuje důvod, proč lidé mluví o důležitosti pečení čerstvého chleba, když si prohlížíte dům za účelem prodeje svého domu), ale vůně je obtížně využitelný způsob, jakým můžeme například vytvářet bubliny personalizovaného zvuku pomocí špuntů do uší nebo ovládat to, co oko vidí pomocí měnícího se zobrazení videa.

Kritici se snahám o to běžně setkávali se výsměchem. Například dlouho opuštěný Smell-O-Vision je často se smíchem považován za nejhlubší trik kina z poloviny 20. století v době, kdy ztrácel půdu pod nohama pro televizi. První film Smell-O-Vision, 60. léta Vůně tajemství, pumpoval automatizovanou vůni na divadelní sedadla pomocí plastové hadičky. 30 různých pachů, od ferume přes krém na boty až po víno, bylo navrženo tak, aby odpovídalo tomu, co se dělo na obrazovce.

Reklama na film zněla: „Nejprve se přestěhovali (1895)! Pak spolu mluvili (1927)! Teď voní (1960)!“ Jako trik to páchlo.

Vůně čerstvého deště?

Tato nejnovější práce z Human-Computer Integration Lab umožňuje mnohem lépe ovládat čich. Jednou z neobvyklých vlastností zařízení je například skutečnost, že umožňuje cítit stereo nebo mono. To znamená, že může aktivovat každou elektrodu nezávisle, což je důvod, proč virtuální ovládací panel Brooks, popsaný dříve, měl samostatná tlačítka pro levou a pravou. Stereo čichání je pozoruhodné, protože to není součást toho, jak typicky vnímáme vůně v reálném světě.

Neočekávejte však, že nosní zařízení bude schopno replikovat složitější vůně. Simulace širšího spektra vůní by mohla být možná, řekl Brooks, ale ne pouze prostřednictvím stimulace trojklaného nervu. Čichová žárovka má mnohem širší paletu vjemů. Trojklanný nerv je spíše jako jazyk, který dokáže rozpoznat pouze pět chutí: sladkou, kyselou, slanou, hořkou a umami. (Velká část jemnosti toho, co nazýváme chutí, je ve skutečnosti vůně.) Podobně může stimulace trojklaného nervu poskytnout velké vjemy, které rozpoznáváme jako čich, ale bez jakýchkoliv poznámek. Jinými slovy, zatímco můžete napodobit pocit mravenčení octových výparů, nemůžete totéž udělat s vůní čerstvého deště.

Ke stimulaci čichového bulbu je zapotřebí dlouhý výtěr z nosu pod dohledem lékaře, takže test na COVID by ve srovnání s tím vypadal jako smrkání. Brooks poznamenal, že optimální způsob, jak dosáhnout stimulace čichového bulbu, by byl pomocí malého lékařského implantátu, i když je nepravděpodobné, že by to bylo něco, co by většina z nás bavila. Výzvou je také replikace pachů na úrovni kódu. "Nevíme, jaké by byly parametry, abychom skutečně digitálně nebo elektricky zakódovali vůni, aby ji poté mohla žárovka správně dekódovat," uvedli.

Užitečnost pachové techniky

Pokud jde o případy použití, nejzřetelnější je učinit virtuální realitu více pohlcující. Bez ohledu na to, jak dobrá může být grafika, bez ohledu na to, zda zvládneme schopnost dělat nekonečné chůze ve virtuální realitě nebo práce na haptické technice Chcete-li cítit textury a předměty ve virtuálním světě, VR borový les bude pro mnohé vždy vypadat nedostatečný, pokud nevoní borovicemi.

Ale Brooks to nevnímá čistě jako herní příslušenství. "Už máme fenomenální pachové zážitky, kterým možná nevěnujeme přílišnou pozornost, v reálném životě, které jsou prostě super bohaté," řekli. „Jdeš po ulici a právě tě zasáhne zápach. V Chicagu je docela slavná továrna na čokoládu a ve městě máte mraky tohoto zápachu. Představuji si, že by to mohlo vést k čistě čichové rozšířené realitě... která skutečně mění interagujeme s každodenními pachy místo toho, abychom se snažili vytvořit nový soubor pachových zážitků poškrábat."

Tato práce, která je pro tým stále v budoucnosti, by se mohla zaměřit na to, aby byl zážitek z vůně chytřejší. Odkud pochází konkrétní zápach? Dokážete vytočit jeden zápach, který se vám líbil, a jiný, který se vám nelíbil? Co třeba upozornění na pachy: Kdo by nechtěl, aby se mu v nosních dírkách pálilo wasabi, kdykoli mu jeho šéf pošle zprávu na Slacku? Nebo, vážněji, mohli byste být přinuceni cítit smrtící plyn, jako je oxid uhelnatý, který je v současnosti bez zápachu? Zatímco detektory oxidu uhelnatého to dělají, aniž by museli uživatelé strkat elektrody do nosu, takový nástroj by mohl být užitečný pro určité scénáře, jako jsou situace, kterým čelí záchranáři.

"Jedna z věcí, o kterých přemýšlíme, je, můžeme to použít jako intervenční technologii, jako jsou sluchadla pro lidi, kteří mají ztrátu čichu?" Brooks řekl s poukazem na to, že by to mohlo být naléhavější v postpandemickém světě s pokračující ztrátou zápachu, která se pro mnohé ukazuje jako převažující vedlejší účinek lidé.

A samozřejmě vždy existuje možnost dalších typů smyslové zábavy mimo VR a hraní her. "Chemické smysly jsou tak intenzivní, že je těžké si představit jako tříhodinovou pachovou operu, která vás ty tři hodiny neustále stimuluje a nedá vám přestávky," řekl Brooks. Ale představa je to rozhodně lákavá. "Poslední rok a půl jsem přemýšlel o tom, jak moc by mě osobně bavil vonící Walkman."

Představa výběru seznamu skladeb – od vůně rajčat na vinné révě po vůni aviváže – a přehrání každého z nich na požádání, je to, z čeho jsou vyrobeny technické sny. Přitažené za vlasy, možná. Ale ne nemožné. "Rozhodně to není vyloučené," řekl Brooks.

A papír popisující práci týmu byl nedávno představen na konferenci 2021 o lidských faktorech v počítačových systémech (CHI). Spolu s Brooksem, dalšími vyšetřovateli, kteří na projektu pracovali, jsou vedoucí laboratoře Pedro Lopes, Romain Nith, Shan-Yuan Teng, Jingxuan Wen a Jun Nishida.

Doporučení redakce

• Intel používá A.I. stavět čipy vůně-o-vize
• Čichání znamená věřit: Pachové vidění Feelreal se může dostat do VR náhlavních souprav