Urządzenie do noszenia zatykające nos imitujące zapach za pomocą prądu elektrycznego

Jasa Brooksa, długowłosy inżynier, który wygląda, jakby miał dorabiać jako technik zespołu hair metalowego, usiadł z zawiązanymi oczami w pokoju z elektrodami w nosie i pozwalać ludziom przez Internet kręcić pachnie.

„To zdecydowanie wygląda… przerażająco” – powiedzieli Digital Trends, porównując konfigurację eksperymentalną do Eksperyment Milgrama, kontrowersyjna seria eksperymentów z lat 60. XX wieku przeprowadzona przez psychologa z Yale, podczas których badano ludzi pod kątem chęci zadawania uczestnikom wstrząsów elektrycznych.

Jednak w eksperymentach Stanleya Milgrama uczestnicy tak naprawdę nie porazili ludzi prądem. Bez ich wiedzy uczestnicy byli sprawdzani pod kątem tego, czy są skłonni podporządkować się autorytetowi, robiąc coś, co sami mogliby uznać za pozbawione sumienia. W eksperymentalnym układzie Brooksa, naprawdę Brooks był otrzymujących prąd elektryczny od osób stojących za sterami. Tak się złożyło, że zamiast wstrząsów rejestrowały się one w postaci ciepłych wrażeń przypominających wasabi lub ostrych powiewów oparów octu.

„To nie jest dla mnie bolesne” – powiedział Brooks. „Siedziałam tam i myślałam: «O tak, czuję to.» To właśnie teraz dostrzegam. Podstawowa konfiguracja polegała na tym, że miałem założoną opaskę na oczy i był ekran [który udostępniłem] z instrukcjami. To był ten interfejs, który zaprojektowałem, zawierający [zdjęcie] mojego nosa oraz prawy i lewy przycisk. Mogliby na niego kliknąć wirtualnie, aby przetestować czujnik”.

Węszenie przyszłości technologii

Brooks, doktorant. student wydziału informatyki w Laboratorium Integracji Człowieka z Komputerem na Uniwersytecie w Chicago, koncentruje się na kształcie technologii, która ma nadejść. Przynajmniej z tego niedawnego eksperymentu wynika, że ​​jednym z kształtów, jaki może przyjąć technologia, jest para elektrod utrzymywanych w miejscu za pomocą maleńkich magnesów, wkładanych do nosa osób noszących.

Aby to sobie wyobrazić, wyobraźmy sobie jakieś zaawansowane technologicznie urządzenie zapobiegające chrapaniu lub rodzaj cyborgicznego akcesorium do gromadzenia danych, na które Jack Dorsey z Twittera mógłby zamienić swój kolczyk w nosie w Burning Man. Malutkie, bezprzewodowe urządzenie do noszenia na baterie jest w stanie wykryć, kiedy użytkownik wdycha, a następnie za pomocą elektrod stymuluje przegrodę, czyli fragment chrząstki w nosie oddzielający nozdrza.

Trendy cyfrowe poprzednio pokryte Laboratorium Integracji Człowieka z Komputerem, kiedy tamtejsi badacze (w tym Brooks) opracowali technikę replikacji temperaturę w wirtualnej rzeczywistości poprzez pompowanie bezwonnych substancji chemicznych zawierających pierwiastki śladowe kapsaicyny i mentolu, aby symulować uczucie gorący i zimny. Dokonano tego za pomocą adaptera o małej mocy przymocowanego do wyświetlacza VR. Tym razem jednak urządzenie wymyślone przez zespół w ogóle nie wymaga żadnej stymulacji chemicznej. Osoba nosząca nie jest Właściwie wąchanie zewnętrznego zapachu; po prostu mają łaskotanie jednego ze skupisk nerwowych związanych z zapachem w sposób, który sprawia, że ​​myślą, że tak jest.

„Większość ludzi może wiedzieć, że zapach odbieramy za pomocą opuszki węchowej, ale w rzeczywistości węch jest doznaniem multimodalnym” – stwierdził Brooks. „Mamy dwa systemy, które [wkładają się] w naszą małą percepcję. Mamy opuszkę węchową, a także zakończenia nerwowe w nosie, które odbierają takie rzeczy, jak ostrość octu, co jest bardzo wyraźnym uczuciem, w którym pośredniczy ten nerw, a także takie rzeczy, jak aspekt odświeżający Mennica."

Nos Bluetooth do noszenia pobudza ten ostatni obszar nerwu trójdzielnego, aby wykonać swoją sztuczkę. Ten łatwiej dostępny zbiór nerwów (to znaczy łatwiejszy niż opuszka węchowa, która znajduje się za gałką oczną) dodaje pewne wrażenia zapachowe, które mózg następnie łączy z danymi opuszki węchowej, aby wyczarować określony zapach doznania.

Krótka historia zapachu

Praca wykonana przez Brooksa i resztę zespołu jest najnowocześniejsza. Ale to nie pierwszy raz, kiedy świat zastanawia się nad technologią zapachu. 1 kwietnia 2013 r. firma Google ogłosiła projekt Google Nose, nową inicjatywę giganta technologicznego, która, jak twierdzi, rozszerzy przestrzeń wyszukiwania na sferę węchową. Film wyprodukowany przez Google pokazał, jak menedżer produktu Jon Wooley wyjaśnia, jak zapach jest kluczową częścią sposobu, w jaki poruszamy się po świecie, ale która została okrutnie przeoczona przez poprzednie metody wyszukiwania.

Pomysł Google Nose polegał na wykorzystaniu bazy danych Google Aroma zawierającej 15 milionów „scentybajtów” z całego świata, aby umożliwić użytkownikom „wyszukiwanie zapachów”. Klikając nowy Przycisk Google Smell podczas korzystania z laptopa, komputera stacjonarnego lub urządzenia mobilnego użytkownik może na przykład zbliżyć telefon do kwiatu i uzyskać pozytywną identyfikację na podstawie jego zapach. „Przecinając fotony z falami infradźwiękowymi, Google Nose Beta tymczasowo dopasowuje cząsteczki tak, aby emulowały określony zapach” – wyjaśniono w filmie.

Był to niestety żart primaaprilisowy, a nie prawdziwy produkt. Chociaż była to niezła zabawa, pokazuje to również, jak często w najnowszej historii traktowano technologię zapachową. Nikt nie kwestionuje, że zmysły węchu mają wielką moc (nie bez powodu ludzie mówią o znaczeniu pieczenia świeżego chleba podczas oglądania domów przed sprzedażą), ale zapach to zmysł trudny do wykorzystania w taki sposób, że możemy na przykład stworzyć bańki spersonalizowanego dźwięku za pomocą słuchawek lub kontrolować to, co widzi oko za pomocą zmieniającego się wyświetlacza wideo.

Próby takie były rutynowo traktowane przez krytyków z kpiną. Na przykład dawno zapomniany film Smell-O-Vision jest często ze śmiechem uważany za najniższy poziom chwytów kinowych z połowy XX wieku, w czasach, gdy tracił on popularność na rzecz telewizji. Pierwszy film Smell-O-Vision, lata 60 Zapach tajemnicy, pompował zautomatyzowany zapach do siedzeń teatralnych za pomocą plastikowych rurek. 30 różnych zapachów, od ferume, przez pastę do butów, po wino, zostało zaprojektowanych tak, aby odpowiadały temu, co działo się na ekranie.

Reklama filmu brzmiała: „Najpierw się przeprowadzili (1895)! Potem rozmawiali (1927)! Teraz pachną (1960)!” Jako chwyt marketingowy, śmierdziało.

Zapach świeżego deszczu?

Dzięki najnowszym pracom Laboratorium Integracji Człowieka z Komputerem kontrola węchowa jest znacznie łatwiejsza. Na przykład jedną z niezwykłych cech urządzenia jest fakt, że umożliwia ono wąchanie zarówno w trybie stereo, jak i mono. Oznacza to, że może aktywować każdą elektrodę niezależnie, dlatego opisany wcześniej wirtualny panel sterowania Brooksa miał osobne przyciski dla lewej i prawej strony. Wąchanie stereo jest niezwykłe, ponieważ nie jest częścią sposobu, w jaki zazwyczaj wyczuwamy aromaty w prawdziwym świecie.

Nie oczekuj jednak, że urządzenie do noszenia do nosa będzie w stanie odtworzyć bardziej złożone zapachy. Brooks powiedział, że symulacja szerszego zakresu aromatów może być możliwa, ale nie wyłącznie poprzez stymulację nerwu trójdzielnego. Opuszka węchowa dysponuje znacznie szerszą paletą wrażeń. Nerw trójdzielny przypomina bardziej język, który potrafi wykryć tylko pięć smaków: słodki, kwaśny, słony, gorzki i umami. (Większość subtelności tego, co nazywamy smakiem, to tak naprawdę zapach.) Podobnie stymulacja nerwu trójdzielnego może dostarczyć silnych wrażeń, które rozpoznajemy jako zapach, ale bez żadnych nut. Innymi słowy, chociaż możesz odtworzyć uczucie mrowienia oparów octu, nie możesz tego samego zrobić z zapachem świeżego deszczu.

Stymulacja opuszki węchowej polega na pobraniu długiego wymazu z nosa pod nadzorem lekarza, co w porównaniu z nim sprawi, że test na obecność wirusa Covid-19 będzie wyglądał jak wydmuchanie nosa. Brooks zauważył, że optymalnym sposobem uzyskania stymulacji opuszki węchowej byłoby zastosowanie małego implantu medycznego, choć jest mało prawdopodobne, aby większość z nas bawiła się tym. Wyzwaniem jest także odtworzenie zapachów na poziomie kodu. „Nie wiemy, jakie parametry musiałyby faktycznie zakodować zapach cyfrowo lub elektrycznie, aby mógł on zostać później poprawnie zdekodowany przez żarówkę” – stwierdzili.

Przydatność technologii zapachu

Jeśli chodzi o przypadki użycia, najbardziej oczywistym jest uczynienie wirtualnej rzeczywistości bardziej wciągającą. Nieważne, jak dobra może być grafika, nieważne, czy opanujemy tę umiejętność nieskończone spacery w wirtualnej rzeczywistości Lub pracować nad technologią haptyczną aby poczuć tekstury i obiekty w wirtualnym świecie, las sosnowy VR dla wielu zawsze będzie wydawał się niewystarczający, jeśli nie pachnie sosnami.

Jednak Brooks nie postrzega tego wyłącznie jako akcesorium do gier. „Mamy już fenomenalne doświadczenia zapachowe, na które być może nie zwracamy zbytniej uwagi, ale w prawdziwym życiu są one po prostu niezwykle bogate” – stwierdziły. „Idziesz ulicą i uderza cię nieprzyjemny zapach. W Chicago jest całkiem słynna fabryka czekolady i w całym mieście unoszą się chmury tego zapachu. Wyobrażam sobie, że może to prowadzić do czysto węchowej rzeczywistości rozszerzonej… naprawdę zmieniającej sposób, w jaki wchodzimy w interakcję z codziennymi zapachami, zamiast próbować wytworzyć nowy zestaw doświadczeń zapachowych zadrapanie."

Ta praca, która dla zespołu jest jeszcze przyszłością, mogłaby skupić się na usprawnieniu odczuwania zapachu. Skąd pochodzi konkretny zapach? Czy potrafisz wybrać jeden zapach, który Ci się podoba i wybrać inny, który Ci się nie podoba? A co z powiadomieniami o zapachu: kto nie chciałby ostrego pieczenia wasabi w nozdrzach, gdy szef wysyła im wiadomość na Slacku? A może, bardziej poważnie, czy można wyczuć śmiercionośny gaz, taki jak tlenek węgla, który obecnie jest bezwonny? Chociaż detektory tlenku węgla robią to bez konieczności wkładania elektrod do nosa, takie narzędzie mogłoby być przydatne w niektórych scenariuszach, na przykład tych, z którymi spotykają się ratownicy.

„Jedną z rzeczy, o których myślimy, jest to, czy możemy zastosować tę technologię jako technologię interwencyjną, taką jak aparaty słuchowe dla osób cierpiących na utratę węchu?” Brooksa powiedział, wskazując, że może to stać się bardziej naglące w świecie po pandemii, w którym ciągła utrata węchu okazuje się dla wielu dominującym skutkiem ubocznym ludzie.

I oczywiście zawsze istnieje możliwość innych rodzajów rozrywki sensorycznej poza VR i grami. „Zmysły chemiczne są tak intensywne, że trudno sobie wyobrazić trzygodzinną operę zapachową, która nieustannie Cię stymuluje przez te trzy godziny i nie daje przerw” – powiedział Brooks. Ale pomysł jest z pewnością kuszący. „Przez ostatnie półtora roku myślałem o tym, jak bardzo osobiście podobałby mi się zapach Walkmana”.

Pomysł wybrania playlisty zawierającej zapachy – od zapachu pomidorów na winorośli po aromat płynu do zmiękczania tkanin – i odtwarzanie każdego z nich na żądanie to spełnienie technologicznych marzeń. Być może, naciągane. Ale nie niemożliwe. „Z pewnością nie jest to wykluczone” – powiedział Brooks.

A dokument opisujący pracę zespołu został niedawno zaprezentowany podczas konferencji na temat czynników ludzkich w systemach komputerowych (CHI) odbywającej się w 2021 r. Oprócz Brooksa nad projektem pracowali także inni badacze: Pedro Lopes, Romain Nith, Shan-Yuan Teng, Jingxuan Wen i Jun Nishida.

Zalecenia redaktorów

• Intel korzysta ze sztucznej inteligencji do budowy chipów węchowo-wizyjnych
• Wąchanie oznacza wiarę: wizja zapachów Feelreal może pojawić się w goglach VR