Μια ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο City του Χονγκ Κονγκ (CityU), ανέπτυξε ένα πρωτοποριακό ασύρματο σύστημα οσφρητικής ανατροφοδότησης με διεπαφή με το δέρμα, το οποίο ενσωματώνει μικροσκοπικές γεννήτριες οσμών (OGs). Αυτή η καινοτόμος τεχνολογία ενσωματώνει τις μυρωδιές στην εικονική πραγματικότητα (VR) και την επαυξημένη πραγματικότητα (AR), παρέχοντας μια πιο καθηλωτική εμπειρία και ανοίγοντας ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως η παρακολούθηση ταινιών 4D, η ιατρική θεραπεία και η διαδικτυακή διδασκαλία.
Εικονική πραγματικότητα και ενσωμάτωση μυρωδιάς
Ο Δρ Yu Xinge, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής στο CityU, εξήγησε τη σημασία της ενσωμάτωσης της όσφρησης στις διεπαφές ανθρώπου-μηχανής. Ενώ οι πρόσφατες εξελίξεις έχουν επικεντρωθεί στην όραση, τον ήχο και την απτική ανατροφοδότηση, ο ρόλος της όσφρησης στις ανθρώπινες αντιληπτικές εμπειρίες δεν πρέπει να παραβλέπεται.
Οι παραδοσιακές τεχνολογίες παραγωγής οσμής βασίζονται συνήθως σε μεγάλα όργανα σε κλειστούς χώρους ή δωμάτια, περιορίζοντας την πρακτικότητά τους. Για την αντιμετώπιση αυτού του περιορισμού, ο Δρ Yu και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο Beihang ανέπτυξαν ένα φορητό σύστημα ανατροφοδότησης όσφρησης που είναι ασύρματο και προγραμματιζόμενο. Το σύστημα χρησιμοποιεί συστοιχίες εύκαμπτων και μικροσκοπικών γεννητριών οσμών.
Οι ερευνητές σχεδίασαν δύο τύπους συσκευών ανατροφοδότησης οσμής. Ο πρώτος είναι μια μικρή συσκευή που μοιάζει με έμπλαστρο με δύο OG που μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο άνω χείλος, προσφέροντας μια εξαιρετικά γρήγορη απόκριση οσμής λόγω της εγγύτητάς της στη μύτη του χρήστη. Ο δεύτερος σχεδιασμός είναι μια εύκαμπτη μάσκα προσώπου με εννέα OGs ικανές να παράγουν εκατοντάδες συνδυασμούς οσμών.
Τα OGs λειτουργούν χρησιμοποιώντας μια λεπτή πλατφόρμα θέρμανσης και έναν μηχανικό θερμικό ενεργοποιητή. Με τη θέρμανση και την τήξη του δύσοσμου κεριού παραφίνης στα OGs, η αλλαγή φάσης παράγει διαφορετικές ρυθμιζόμενες συγκεντρώσεις οσμών. Για να σταματήσει η απελευθέρωση του αρώματος, τα OGs μπορούν να ψύξουν το κερί ελέγχοντας την κίνηση του θερμικού ενεργοποιητή.
Η ερευνητική ομάδα δημιούργησε με επιτυχία περίπου 30 διαφορετικές μυρωδιές, που κυμαίνονται από δενδρολίβανο με βότανα και φρουτώδη ανανά μέχρι λιγότερο ευχάριστες μυρωδιές όπως το βρωμερό durian. Οι εθελοντές που συμμετείχαν στη μελέτη αναγνώρισαν τις μυρωδιές που δημιούργησαν οι OGs με μέσο ποσοστό επιτυχίας 93%.
Το νέο σύστημα προσφέρει μακροχρόνια χρήση χωρίς συχνή αντικατάσταση ή συντήρηση και επιτρέπει την ασύρματη και προγραμματιζόμενη λειτουργία. Επιτρέπει την ταχεία απελευθέρωση ή καταστολή της οσμής και τον ακριβή έλεγχο της συγκέντρωσης της οσμής. Οι πηγές οσμών είναι εύκολα προσβάσιμες και βιοσυμβατές.
Οι επιδείξεις των διεπαφών όσφρησης σε διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης ταινιών 4D, της ιατρικής θεραπείας, του ελέγχου των ανθρώπινων συναισθημάτων και της εμπειρίας VR/AR στη διαδικτυακή διδασκαλία, ανέδειξαν τις δυνατότητες του συστήματος. Για παράδειγμα, το ασύρματο σύστημα όσφρησης μπορεί να βελτιώσει την εικονική εμπειρία των χρηστών που περπατούν σε έναν εικονικό κήπο απελευθερώνοντας διαφορετικά αρώματα φρούτων. Η τεχνολογία υπόσχεται επίσης να βοηθήσει αμνησιακούς ασθενείς να ανακαλέσουν χαμένες αναμνήσεις, καθώς οι μυρωδιές είναι στενά συνδεδεμένες με τις συναισθηματικές αναμνήσεις.
Ο Δρ Yu τόνισε ότι τα νέα συστήματα οσμής παρέχουν μια εναλλακτική επιλογή για την απεικόνιση της όσφρησης σε εικονικά περιβάλλοντα. Ο γρήγορος ρυθμός απόκρισης του συστήματος, η υψηλή πυκνότητα ενσωμάτωσης των γεννητριών οσμών και τα δύο φορητά σχέδια προσφέρουν σημαντικές δυνατότητες για διεπαφές οσφρητικών διεργασιών σε διάφορους τομείς, από την ψυχαγωγία και την εκπαίδευση έως την υγειονομική περίθαλψη και τις διεπαφές ανθρώπου-μηχανής.
Προχωρώντας προς τα εμπρός, η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να αναπτύξει ένα σύστημα όσφρησης επόμενης γενιάς με μικρότερο χρόνο απόκρισης, μικρότερο μέγεθος και υψηλότερη πυκνότητα ενσωμάτωσης ειδικά προσαρμοσμένο για εφαρμογές VR, AR και μικτής πραγματικότητας (MR).
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications με τίτλο “Soft, Miniaturized, Wireless Olfactory Interface for Virtual Reality” (Μαλακή, μικροσκοπική, ασύρματη οσφρητική διεπαφή για εικονική πραγματικότητα).
