Nowatorska technologia zamierza na nowo zdefiniować doświadczenie rzeczywistości wirtualnej, rozszerzając się w celu włączenia nowego połączenia sensorycznego: smak.
Interfejs, nazwany „e-bleds”, wykorzystuje kombinację czujników i bezprzewodowych dozowników chemicznych, aby ułatwić zdalne postrzeganie smaku-to, co naukowcy nazywają poręczeniem. Czujniki te są dostosowane do rozpoznawania cząsteczek, takich jak glukoza i glutaminian – chemikalia, które reprezentują pięć podstawowych smaków słodkich, kwaśnych, słonych, gorzkich i umami. Po przechwyceniu sygnałem elektrycznym dane te są bezprzewodowo przekazywane do zdalnego urządzenia w celu replikacji.
Testy terenowe wykonane przez naukowców z Ohio State University potwierdziły zdolność urządzenia do cyfrowego symulacji szeregu intensywności smaku, jednocześnie oferując różnorodność i bezpieczeństwo użytkownikowi.
„Wymiar chemiczny w obecnej dziedzinie VR i AR jest stosunkowo niedostatecznie reprezentowany, zwłaszcza gdy mówimy o olfakcji i porodzie”-powiedział Jinghua Li, współautor badania oraz asystent profesora nauk o materiałach i inżynierii w stanie Ohio. „To luka, którą należy wypełnić i opracowaliśmy ją dzięki temu systemowi nowej generacji”.
System, którego rozwój został zainspirowany poprzednimi pracami bioczujnikowymi Li, wykorzystuje siłownik z dwiema częściami: interfejs do jamy ustnej i małą pompę elektromagnetyczną. Pompa ta łączy się z ciekłym kanałem chemikaliów, który wibruje, gdy przechodzi przez nią ładunek elektryczny, przepychając roztwór przez specjalną warstwę żelową do ujścia pacjenta.
W zależności od czasu, w którym roztwór oddziałuje z tą warstwą żelową, intensywność i wytrzymałość dowolnego smaku można łatwo dostosować, powiedział Li.
„Na podstawie instrukcji cyfrowych możesz również wybrać jedno lub kilka różnych gustów jednocześnie, aby mogły tworzyć różne wrażenia” – powiedziała.
Badanie zostało opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Science Advances.
Smak jest subiektywnym zmysłem, który może zmienić się z jednej chwili na inny. Jednak to złożone uczucie jest wynikiem dwóch chemicznych systemów wykrywania organizmu pracującego w tandemie, aby zapewnić, że to, co jesz, jest bezpieczne i pożywne, podręczne i węchowe (lub zapach) zmysły.
„Smak i zapach są bardzo związane z ludzkimi emocjami i pamięcią” – powiedział Li. „Więc nasz czujnik musi nauczyć się przechwytywania, kontrolować i przechowywać wszystkie te informacje”.
Pomimo trudności związanych z powtórzeniem podobnych odczuć smaku dla większości osób, naukowcy odkryli, że w badaniach na ludziach uczestnicy mogą rozróżniać różne intensywności kwaśnych w cieczach generowanych przez system z wskaźnikiem dokładności około 70%.
Dalsze testy oceniające zdolność e-bleste do zanurzenia graczy w wirtualnej żywności przeanalizowały również jej możliwości dalekiego zasięgu, pokazując, że zdalne degustacja może być rozpoczęta w Ohio z tak odległej Kalifornii. Kolejny eksperyment obejmował osoby próbujące zidentyfikować pięć opcji jedzenia, które postrzegali, niezależnie od tego, czy była to lemoniada, ciasto, smażone jajko, zupa rybna czy kawa.
Chociaż wyniki te otwierają możliwości dla pionierskich nowych doświadczeń VR, odkrycia tego zespołu są szczególnie znaczące, ponieważ mogą potencjalnie zapewnić naukowcom bardziej intymne zrozumienie tego, jak mózg przetwarza sygnały sensoryczne z jamy ustnej, powiedział Li.
Plany ulepszania technologii obracają się na dalszą miniaturyzację systemu i poprawę kompatybilności systemu z różnymi związkami chemicznymi w żywności, które wytwarzają odczucia smaku. Poza pomaganiem w budowaniu lepszego i bardziej dynamicznego wrażenia z gier, badanie zauważa, że praca może być przydatna w promowaniu dostępności i integracji w wirtualnych przestrzeniach dla osób niepełnosprawnych, takich jak urazowe urazy mózgu lub długie covid, które przyciągnęły utratę podmuchów w głównym nurcie uwagi.
„Pomoże to ludziom łączyć się w wirtualnych przestrzeniach w nigdy wcześniej nie widziany sposób”-powiedział Li. „Ta koncepcja jest tutaj i jest to dobry pierwszy krok, aby stać się małą częścią metaverse”.
Inni współautorzy stanu Ohio to Shulin Chen, Yizhen Jia, Tzu-Li Liu, Qi Wang i Prasad Nithianandam i Chunyu Yang, w tym Bowen Duan i Zhaoqian Xie z Uniwersytetu Technologii Dalian, Xiao Xiao i Changsheng Wu z Uniwersytetu Narodowego Singapuru, Xi Tsinghua.
Prace te były wspierane przez National Science Foundation, National Institute of Biomedical Imaging and Bioingineering, program nagrody Pilot Brain Vaul Pilot Award w Ohio State, Center for Emergent Materials; Centrum Eksploracji nowych złożonych materiałów, Institute for Materials Research, National Natural Science Foundation of China i Dalian wybitnych młodych talentów w dziedzinie nauki i technologii.