Бездротова система нюхового зворотного зв’язку дозволяє користувачам відчувати запахи у світі VR

Дослідницька група під керівництвом дослідників з Міського університету Гонконгу (CityU) нещодавно винайшла нову бездротову систему нюхового зворотного зв’язку, яка може випускати різні запахи за допомогою мініатюрних генераторів запаху (“OG”), що інтегруються в шкіру. Нова технологія інтегрує запахи у віртуальну реальність (VR)/доповнену реальність (AR), щоб забезпечити більш захоплюючий досвід, з широким спектром застосувань – від перегляду 4D-фільмів і медичного лікування до онлайн-навчання.

“Останні інтерфейси людина-машина підкреслюють важливість зворотного зв’язку з людськими відчуттями, включаючи зір, аудіо та тактильні відчуття, пов’язані з широким застосуванням у розвагах, медичному лікуванні та VR/AR. Нюх також відіграє важливу роль у людському сприйнятті”, – сказав д-р Юй Сінге, доцент кафедри біомедичної інженерії в CityU, який був одним із керівників дослідження. “Однак сучасні технології генерування нюху асоціюються переважно з великими приладами для створення запахів у закритому приміщенні або кімнаті, або з вбудованим громіздким комплектом віртуальної реальності”.

З огляду на це, доктор Ю та його колеги з Університету Бейханг розробили нове покоління системи нюхового зворотного зв’язку з бездротовими, програмованими можливостями на основі масивів гнучких і мініатюрних генераторів запахів.

Вони створили два дизайни для вивільнення запахів на вимогу за допомогою нових пристроїв нюхового зворотного зв’язку, які виготовлені з м’яких, мініатюрних, легких субстратів. Перший – це невеликий, інтегрований в шкіру, подібний до пластиру пристрій, що складається з двох OG, який можна встановити безпосередньо на верхню губу людини. Завдяки надзвичайно короткій відстані між OG і носом користувача, він може забезпечити надшвидку нюхову реакцію. Інший дизайн – це гнучка конструкція маски з дев’ятьма OG з різними типами запахів, що може забезпечити сотні комбінацій запахів.

Магія генераторів запаху ґрунтується на тонкій нагрівальній платформі та механічному термоприводі. Нагріваючи і розплавляючи пахучий парафін на OG, щоб викликати зміну фази, вивільняються різні запахи з регульованою концентрацією. Щоб зупинити запах, генератори запаху можуть охолоджувати температуру парафіну, керуючи рухом термоприводу.

Використовуючи різні парафіни, дослідницька група змогла створити близько 30 різних ароматів, від трав’яного розмарину і фруктового ананаса до солодких млинців. Можна створити навіть менш приємні запахи, наприклад, смердючий дуріан. 11 добровольців змогли розпізнати запахи, згенеровані OG, із середнім показником успішності 93 відсотки.

Нова система підтримує довготривале використання без частої заміни і обслуговування, а також дозволяє взаємодіяти з користувачами для різних застосувань. Найважливіше те, що нюховий інтерфейс може підтримувати бездротову і програмовану роботу, а також взаємодіяти з користувачами в різних додатках. Він може швидко реагувати на прорив або придушення запахів, а також для точного контролю концентрації запахів. При цьому джерела запаху є легкодоступними і біосумісними.

У своїх експериментах, демонстраціях при перегляді 4D фільмів, медичному лікуванні, контролі людських емоцій і використанні VR/AR в онлайн-навчанні, дослідники продемонстрували великий потенціал нових нюхових інтерфейсів у різних сферах застосування.

Наприклад, нова бездротова система нюху може взаємодіяти між користувачем і віртуальним предметом, коли користувач “гуляє” у віртуальному саду, випускаючи різні фруктові аромати. Нова технологія також продемонструвала потенціал для допомоги пацієнтам з амнезією у відновленні втрачених спогадів, оскільки сприйняття запахів модулюється досвідом, що призводить до відновлення емоційних спогадів.

“Нові ольфакторні системи надають користувачам нову альтернативну можливість реалізувати нюхові відчуття у віртуальному середовищі. Швидка швидкість реакції при вивільненні запахів, висока щільність інтеграції генераторів запахів і два варіанти носіння забезпечують великий потенціал для нюхових інтерфейсів у різних сферах, від розваг і освіти до охорони здоров’я і людино-машинних інтерфейсів”, – сказав д-р Ю.А.Кун, керівник проекту.

На наступному етапі він і його дослідницька група зосередяться на розробці системи нюху наступного покоління з меншим часом відгуку, меншим розміром і вищою щільністю інтеграції для додатків VR, AR і змішаної реальності (MR).

Результати дослідження були опубліковані в науковому журналі Nature Communications під назвою “М’який, мініатюрний, бездротовий нюховий інтерфейс для віртуальної реальності“.