เครื่องสวมปิดจมูกจำลองกลิ่นด้วยไฟฟ้า

แจส บรูคส์วิศวกรผมยาวที่ดูราวกับแสงจันทร์เป็นเพื่อนร่วมทางสำหรับวงแฮร์เมทัล นั่ง ปิดตาในห้องที่มีขั้วไฟฟ้าอยู่ที่จมูก และปล่อยให้ผู้คนทางอินเทอร์เน็ตเปิดฟัง กลิ่น

“มันดู…น่ากลัวอย่างแน่นอน” พวกเขาบอกกับ Digital Trends โดยเปรียบเทียบการตั้งค่าการทดลองกับ การทดลองมิลลิแกรมซึ่งเป็นชุดการทดลองที่เป็นที่ถกเถียงกันในทศวรรษ 1960 ซึ่งดำเนินการโดยนักจิตวิทยาของมหาวิทยาลัยเยล โดยทำการทดสอบผู้คนเกี่ยวกับความเต็มใจที่จะจ่ายไฟฟ้าช็อตให้กับผู้เข้าร่วม

ในการทดลองของ Stanley Milgram ผู้เข้าร่วมไม่ได้ไฟฟ้าช็อตผู้คนจริงๆ โดยที่พวกเขาไม่รู้ ผู้เข้าร่วมถูกทดสอบว่าพวกเขาเต็มใจที่จะเชื่อฟังผู้มีอำนาจในการทำสิ่งที่พวกเขาอาจเห็นว่าไร้เหตุผลหรือไม่ ในการตั้งค่าการทดลองของ Brooks นั้น Brooks จริงๆ เคยเป็น รับกระแสไฟฟ้าจากผู้ควบคุม สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นโดยการลงทะเบียนในรูปแบบของความรู้สึกอุ่นเหมือนวาซาบิหรือควันน้ำส้มสายชูที่แหลมคมแทนที่จะเป็นการกระแทก

“มันไม่เจ็บปวดสำหรับฉัน” บรูคส์กล่าว “ฉันแค่นั่งอยู่ที่นั่นแบบว่า 'โอ้ใช่ฉันรู้สึกแบบนี้ นี่คือสิ่งที่ฉันรับรู้ตอนนี้' การตั้งค่าพื้นฐานคือฉันสวมผ้าปิดตาและมีหน้าจอนี้ [ฉันแชร์] พร้อมคำแนะนำ มันเป็นอินเทอร์เฟซที่ฉันออกแบบด้วย [รูปภาพของ] จมูกของฉันและปุ่มขวาและซ้าย พวกเขาสามารถคลิกที่มันเพื่อทดสอบเซ็นเซอร์ได้”

สูดดมอนาคตของเทคโนโลยี

บรูคส์ปริญญาเอก นักศึกษาในภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์จาก University of Chicago Human-Computer Integration Lab มุ่งเน้นไปที่รูปแบบของเทคโนโลยีที่จะเกิดขึ้นในอนาคต และอย่างน้อยจากการทดลองล่าสุดนี้ รูปร่างหนึ่งที่เทคโนโลยีสามารถทำได้คืออิเล็กโทรดคู่หนึ่งซึ่งยึดไว้ด้วยแม่เหล็กขนาดเล็ก และสอดเข้าไปในจมูกของผู้สวมใส่

ลองจินตนาการถึงอุปกรณ์ป้องกันการนอนกรนสุดไฮเทคหรืออุปกรณ์รวบรวมข้อมูลไซบอร์ก Jack Dorsey จาก Twitter อาจเปลี่ยนแหวนจมูกของเขาไปที่ Burning Man อุปกรณ์สวมใส่แบบไร้สายขนาดเล็กที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่สามารถตรวจจับได้เมื่อผู้สวมใส่สูดดม จากนั้นใช้อิเล็กโทรดเพื่อกระตุ้นผนังกั้นช่องจมูก ซึ่งเป็นกระดูกอ่อนในจมูกที่แยกรูจมูกออกจากกัน

เทรนด์ดิจิทัล ครอบคลุมก่อนหน้านี้ งานของ Human-Computer Integration Lab เมื่อนักวิจัยที่นั่น (รวม Brooks ด้วย) ได้พัฒนาเทคนิคในการจำลอง อุณหภูมิในความเป็นจริงเสมือนโดยการสูบสารเคมีไร้กลิ่นที่มีธาตุแคปไซซินและเมนทอลเพื่อจำลองความรู้สึก ร้อนและหนาว. ซึ่งทำได้โดยใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงพลังงานต่ำที่ติดอยู่กับจอแสดงผล VR อย่างไรก็ตาม ในครั้งนี้ อุปกรณ์ที่ทีมงานคิดค้นขึ้นมานั้นไม่มีการกระตุ้นทางเคมีเลย ผู้สวมใส่ไม่ได้ จริงๆ แล้ว การดมกลิ่นภายนอก พวกเขาเพียงแค่มีเส้นประสาทกลุ่มหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับกลิ่นจั๊กจี้ในลักษณะที่ทำให้พวกเขาคิดว่าเป็นเช่นนั้น

“คนส่วนใหญ่อาจรู้ว่าเรารับรู้กลิ่นโดยใช้หัวรับกลิ่น แต่จริงๆ แล้วกลิ่นนั้นเป็นประสาทสัมผัสหลายรูปแบบ” บรูคส์กล่าว “เรามีสองระบบที่ [มีส่วนช่วย] ต่อการรับรู้เล็กๆ น้อยๆ ของเรา เรามีป่องรับกลิ่นนั้น แล้วเราก็มีปลายประสาทในจมูกของเราที่รับรู้สิ่งต่าง ๆ เช่นความคมชัด ของน้ำส้มสายชูซึ่งเป็นความรู้สึกที่ชัดเจนมาก ซึ่งสื่อกลางโดยเส้นประสาทนี้ เช่นเดียวกับสิ่งต่างๆ เช่น ด้านความสดชื่นของ สะระแหน่."

อุปกรณ์สวมใส่จมูกแบบบลูทูธจะส่งเสียงพึมพำบริเวณเส้นประสาทไตรเจมินัลส่วนหลังนี้เพื่อดึงกลอุบายออกมา คลัสเตอร์เส้นประสาทที่เข้าถึงได้ง่ายกว่านี้ (ง่ายกว่าป่องรับกลิ่นซึ่งอยู่ด้านหลังลูกตา) เพิ่ม ความรู้สึกเกี่ยวกับกลิ่นบางอย่าง ซึ่งสมองจะรวมเข้ากับข้อมูลของกระเปาะดมกลิ่นเพื่อทำให้เกิดกลิ่นบางอย่าง ความรู้สึก

ประวัติโดยย่อของกลิ่น

งานที่ดำเนินการโดย Brooks และทีมงานคนอื่นๆ นั้นล้ำหน้ามาก แต่นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่โลกให้ความบันเทิงกับแนวคิดเรื่องเทคโนโลยีกลิ่น เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2556 Google ได้ประกาศโครงการ Google Nose ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มใหม่สำหรับยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีที่จะขยายพื้นที่การค้นหาไปสู่ขอบเขตการดมกลิ่น วิดีโอที่ผลิตโดย Google แสดงให้ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ Jon Wooley อธิบายว่ากลิ่นเป็นส่วนสำคัญในการนำทางโลกของเราอย่างไร แต่เป็นสิ่งหนึ่งที่วิธีค้นหาก่อนหน้านี้มองข้ามอย่างโหดร้าย

แนวคิดของ Google Nose คือการสร้างฐานข้อมูล Google Aroma ที่มี "scentibytes" จำนวน 15 ล้าน "scentibytes" จากทั่วโลกเพื่อให้ผู้ใช้สามารถ "ค้นหากลิ่น" ได้ โดยคลิกเข้าไปใหม่ ปุ่ม Google Smell ขณะใช้แล็ปท็อป เดสก์ท็อป หรืออุปกรณ์เคลื่อนที่ ผู้ใช้สามารถยกโทรศัพท์ไว้ใกล้กับดอกไม้ และรับบัตรประจำตัวเชิงบวกโดยขึ้นอยู่กับ กลิ่น. “ด้วยการตัดโฟตอนกับคลื่นอินฟาเรด Google Nose Beta จะจัดตำแหน่งโมเลกุลชั่วคราวเพื่อเลียนแบบกลิ่นเฉพาะ” วิดีโออธิบาย

น่าเสียดายที่มันเป็นการเล่นตลกในวันเอพริลฟูลมากกว่าเป็นผลิตภัณฑ์จริง แม้ว่ามันจะสนุกดี แต่นี่ก็เป็นการบ่งชี้ว่าเทคโนโลยีดมกลิ่นมักได้รับการปฏิบัติอย่างไรในประวัติศาสตร์เมื่อไม่นานมานี้ ไม่มีใครโต้แย้งว่าประสาทรับกลิ่นนั้นทรงพลัง (มีเหตุผลที่ผู้คนพูดถึงความสำคัญของการอบขนมปังสดใหม่เมื่อคุณดูบ้านเพื่อขายบ้านของคุณ) แต่ กลิ่นเป็นความรู้สึกที่ยากจะควบคุมในแบบที่เราสามารถทำได้ เช่น สร้างฟองเสียงส่วนตัวด้วยหูฟัง หรือควบคุมสิ่งที่ตามองเห็นโดยใช้การแสดงผลวิดีโอที่เปลี่ยนแปลง

ความพยายามที่จะทำเช่นนั้นได้รับการปฏิบัติด้วยการเยาะเย้ยจากนักวิจารณ์เป็นประจำ ตัวอย่างเช่น Smell-O-Vision ที่จากไปนานมักถูกมองว่าเป็นจุดต่ำสุดของลูกเล่นของโรงภาพยนตร์ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 อย่างน่าหัวเราะในช่วงเวลาที่มันสูญเสียพื้นที่ทางโทรทัศน์ ภาพยนตร์เรื่อง Smell-O-Vision เรื่องแรกในปี 1960 กลิ่นแห่งความลึกลับ, สูบกลิ่นอัตโนมัติไปยังที่นั่งโรงละครโดยใช้ท่อพลาสติก กลิ่นที่แตกต่างกัน 30 กลิ่น ตั้งแต่กลิ่นฟีรูมไปจนถึงยาขัดรองเท้า ไปจนถึงกลิ่นไวน์ ได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนหน้าจอ

โฆษณาสำหรับภาพยนตร์อ่านว่า “ก่อนอื่นพวกเขาย้าย (พ.ศ. 2438)! จากนั้นพวกเขาก็คุยกัน (2470)! ตอนนี้พวกมันได้กลิ่น (1960)!” ในฐานะที่เป็นกลไกมันเหม็น

กลิ่นฝนสดชื่น?

การควบคุมการรับกลิ่นเป็นไปได้มากขึ้นด้วยผลงานล่าสุดจาก Human-Computer Integration Lab ตัวอย่างเช่น หนึ่งในคุณสมบัติที่ผิดปกติของอุปกรณ์คือความจริงที่ว่ามันทำให้สามารถดมกลิ่นได้ทั้งแบบสเตอริโอหรือโมโน นั่นหมายความว่าสามารถเปิดใช้งานอิเล็กโทรดแต่ละตัวได้อย่างอิสระ ซึ่งเป็นสาเหตุที่แผงควบคุมเสมือนของ Brooks ดังที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ จึงมีปุ่มแยกสำหรับซ้ายและขวา การดมเสียงสเตอริโอเป็นสิ่งที่น่าทึ่งเพราะนี่ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของวิธีที่เรารับรู้กลิ่นในโลกแห่งความเป็นจริง

อย่าคาดหวังว่าอุปกรณ์สวมจมูกจะสามารถเลียนแบบกลิ่นที่ซับซ้อนกว่านี้ได้ บรูคส์กล่าวว่าการจำลองกลิ่นในวงกว้างอาจเป็นไปได้ แต่ไม่ใช่แค่ผ่านการกระตุ้นเส้นประสาทไตรเจมินัลเท่านั้น ป่องรับกลิ่นมีจานรับความรู้สึกที่กว้างกว่ามาก เส้นประสาทไตรเจมินัลนั้นเหมือนกับลิ้นมากกว่า ซึ่งสามารถรับรู้รสชาติได้เพียงห้ารสเท่านั้น ได้แก่ หวาน เปรี้ยว เค็ม ขม และอูมามิ (ความละเอียดอ่อนส่วนใหญ่ของสิ่งที่เราเรียกว่ารสชาติจริงๆ แล้วคือกลิ่น) ในทำนองเดียวกัน การกระตุ้นเส้นประสาทไตรเจมินัลสามารถให้ความรู้สึกอันยิ่งใหญ่ที่เรารับรู้ได้ว่าเป็นกลิ่น แต่ไม่มีข้อสังเกตใดๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง แม้ว่าคุณจะสามารถจำลองความรู้สึกเสียวซ่าของควันน้ำส้มสายชูได้ แต่คุณไม่สามารถทำแบบเดียวกันกับกลิ่นของฝนที่สดชื่นได้

ในการกระตุ้นปุ่มรับกลิ่นนั้นเกี่ยวข้องกับการเช็ดล้างจมูกยาวๆ ซึ่งอยู่ภายใต้การดูแลของแพทย์ ซึ่งจะทำให้การทดสอบโควิดดูเหมือนการสั่งน้ำมูกของคุณเมื่อเปรียบเทียบกัน Brooks ตั้งข้อสังเกตว่าวิธีที่ดีที่สุดในการกระตุ้นหลอดดมกลิ่นคือการใช้อุปกรณ์ทางการแพทย์เล็กๆ น้อยๆ แม้ว่านี่จะไม่ใช่สิ่งที่พวกเราส่วนใหญ่จะได้รับความบันเทิงก็ตาม นอกจากนี้ยังมีความท้าทายในการจำลองกลิ่นในระดับโค้ดด้วย “เราไม่รู้ว่าพารามิเตอร์ในการเข้ารหัสกลิ่นจริงๆ เป็นแบบดิจิทัลหรือแบบไฟฟ้า เพื่อที่จะสามารถถอดรหัสด้วยหลอดไฟได้อย่างถูกต้องในภายหลัง” พวกเขากล่าว

ประโยชน์ของเทคโนโลยีกลิ่น

ในกรณีการใช้งาน สิ่งที่ชัดเจนที่สุดคือการทำให้ความเป็นจริงเสมือนมีความสมจริงมากขึ้น ไม่ว่ากราฟิกจะดีแค่ไหนไม่ว่าเราจะเชี่ยวชาญความสามารถในการทำก็ตาม การเดินที่ไม่มีที่สิ้นสุดในความเป็นจริงเสมือน หรือ ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีระบบสัมผัส หากต้องการสัมผัสถึงพื้นผิวและวัตถุต่างๆ ในโลกเสมือนจริง ป่าสน VR สำหรับหลาย ๆ คนมักจะดูเหมือนขาดหายไปเสมอหากไม่มีกลิ่นของต้นสน

แต่ Brooks ไม่ได้มองว่าสิ่งนี้เป็นเพียงอุปกรณ์เสริมสำหรับเล่นเกมเท่านั้น “เรามีประสบการณ์ในการดมกลิ่นที่มหัศจรรย์ บางทีเราอาจไม่ได้ใส่ใจมากเกินไป ในชีวิตจริงที่อุดมสมบูรณ์มาก” พวกเขากล่าว “คุณกำลังเดินไปตามถนนและมีกลิ่นเหม็นมากระทบคุณ ในชิคาโก มีโรงงานช็อกโกแลตที่มีชื่อเสียงแห่งหนึ่ง และในเมืองก็มีกลิ่นนี้ฟุ้งกระจาย สิ่งที่ฉันจินตนาการว่าสิ่งนี้อาจนำไปสู่ความเป็นจริงที่เติมด้วยกลิ่นล้วนๆ … เปลี่ยนแปลงวิธีการอย่างแท้จริง เราโต้ตอบกับกลิ่นในชีวิตประจำวันแทนที่จะพยายามสร้างประสบการณ์กลิ่นชุดใหม่ เกา."

งานนี้ซึ่งยังคงเป็นอนาคตสำหรับทีมอาจมุ่งเน้นไปที่การทำให้ประสบการณ์กลิ่นฉลาดขึ้น กลิ่นเฉพาะมาจากไหน? คุณสามารถเรียกกลิ่นหนึ่งที่คุณชอบและกดลงไปอีกกลิ่นหนึ่งที่คุณไม่ชอบได้หรือไม่? แล้วการแจ้งเตือนเกี่ยวกับกลิ่น: ใครล่ะจะไม่อยากให้วาซาบิไหม้เกรียมในรูจมูกทุกครั้งที่เจ้านายส่งข้อความถึงพวกเขาทาง Slack? หรือที่จริงจังกว่านั้น คุณสามารถถูกทำให้ได้กลิ่นก๊าซอันตราย เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งปัจจุบันไม่มีกลิ่นได้หรือไม่? แม้ว่าเครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์จะทำเช่นนี้ได้โดยไม่ต้องให้ผู้ใช้ติดอิเล็กโทรดไว้ที่จมูก แต่เครื่องมือดังกล่าวอาจมีประโยชน์ในบางสถานการณ์ เช่น การที่เจ้าหน้าที่กู้ภัยต้องเผชิญ

“สิ่งหนึ่งที่เรากำลังคิดคือ เราจะใช้สิ่งนี้เป็นเทคโนโลยีการแทรกแซง เช่น เครื่องช่วยฟังสำหรับผู้ที่สูญเสียกลิ่นได้หรือไม่” บรูคส์ กล่าว โดยชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้อาจกลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้นในโลกหลังการแพร่ระบาด โดยการสูญเสียกลิ่นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเป็นผลข้างเคียงที่แพร่หลายสำหรับหลายๆ คน ประชากร.

และแน่นอนว่ายังมีความเป็นไปได้เสมอสำหรับความบันเทิงทางประสาทสัมผัสประเภทอื่นๆ นอกเหนือจาก VR และการเล่นเกม “ประสาทสัมผัสทางเคมีนั้นรุนแรงมากจนยากที่จะจินตนาการได้ เช่น การแสดงโอเปร่าดมกลิ่นความยาว 3 ชั่วโมงที่คอยกระตุ้นคุณอยู่ตลอดเวลาตลอดสามชั่วโมงนั้นและไม่ทำให้คุณหยุดพัก” บรูคส์กล่าว แต่ความคิดนี้มีเสน่ห์อย่างแน่นอน “ตลอดครึ่งปีที่ผ่านมา ฉันคิดมาตลอดว่าฉันจะชอบกลิ่น Walkman เป็นการส่วนตัวมากแค่ไหน”

แนวคิดในการเลือกรายการเล่นกลิ่น ตั้งแต่กลิ่นมะเขือเทศบนเถาไปจนถึงกลิ่นน้ำยาปรับผ้านุ่ม และการเล่นแต่ละกลิ่นตามความต้องการคือสิ่งที่ฝันถึงด้านเทคโนโลยี ไกลเกินไปบางที แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้ “มันไม่เป็นปัญหาอย่างแน่นอน” บรูคส์กล่าว

ก กระดาษอธิบายการทำงานของทีม เพิ่งถูกนำเสนอในการประชุมเรื่องปัจจัยมนุษย์ในระบบคอมพิวเตอร์ (CHI) ปี 2021 นอกจากบรูคส์แล้ว นักวิจัยคนอื่นๆ ที่ทำงานในโครงการนี้ ได้แก่ เปโดร โลเปส หัวหน้าห้องปฏิบัติการ, โรเมน นิธ, ซาน-หยวน เถิง, จิงซวน เหวิน และจุน นิชิดะ

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• Intel กำลังใช้ A.I. เพื่อสร้างชิปกลิ่นและการมองเห็น
• การได้กลิ่นคือความเชื่อ: การมองเห็นกลิ่นของ Feelreal อาจปรากฏบนชุดหูฟัง VR