由香港城市大學《CityU》的研究人員共同領導的一個研究團隊最近發明了一種新穎的無線皮膚接口嗅覺反饋系統,該系統可以通過微型氣味發生器《OG》釋放各種氣味。
這項新技術將氣味融入虛擬現實《VR》/增強現實《AR》,以提供更身臨其境的體驗,具有從4D電影觀看、醫療到在線教學的廣泛應用。
『最近的人機界面突出了包括視覺、音頻和觸覺在內的人類感覺反饋的重要性,這些反饋與娛樂、醫療和VR/AR的廣泛應用有關。
嗅覺在人類感知體驗中也發揮著重要作用,』城市大學生物醫學工程系副教授餘新革博士說,他是這項研究的共同負責人。
『然而,目前的嗅覺產生技術主要與在封閉區域或房間內產生氣味的大型儀器或內置的大型VR設備有關』
有鑒於此,來自北航大學的Yu博士和他的合作者開發了一種新一代的可穿戴嗅覺反饋系統,該系統基於靈活的微型氣味發生器陣列,具有無線可編程功能。
他們創造了兩種設計,通過新的嗅覺反饋設備按需釋放氣味,這些設備由柔軟、微型、輕質的基底制成。
第一種是一種小型的、皮膚集成的貼片狀設備,包括兩個OGs,可以直接安裝在人的上唇上。
由於OGs和用戶鼻子之間的距離極短,它可以提供超快的嗅覺反應。
另一種設計是靈活的口罩設計,有九種不同氣味類型的OGs,可以提供數百種氣味組合。
氣味發生器的魔力是基於一個微妙的加熱平臺和一個機械熱致動器。
通過加熱和熔化OGs上的氣味石蠟引起相變,釋放出可調節濃度的不同氣味。
為了停止氣味,氣味發生器可以通過控制熱致動器的運動來冷卻蠟的溫度。
通過使用不同的石蠟,研究團隊總共能夠制造出大約30種不同的氣味,從草藥迷迭香、水果鳳梨到甜烤煎餅。
甚至可以產生不太令人愉快的氣味,比如臭榴蓮。
11名志願者能夠識別OGs產生的氣味,平均成功率為93%。
新系統支持長期使用,無需頻繁更換和維護,並能夠與各種應用程序的用戶進行交互。
最重要的是,嗅覺接口可以支持無線和可編程操作,並可以在各種應用中與用戶交互。
它可以快速響應爆裂或抑制氣味,並實現準確的氣味濃度控制。
氣味來源易於獲取且具有生物相容性。
在他們的實驗中,在4D電影觀看、醫療、人類情緒控制和在線教學中的VR/AR體驗方面的演示展示了新型嗅覺界面在各種應用中的巨大潛力。
例如,當用戶在虛擬花園中『行走』時,新的無線嗅覺系統可以通過釋放各種水果香味在用戶和虛擬主體之間進行交互。
這項新技術還顯示出幫助失憶患者回憶失去的記憶的潛力,因為氣味感知受到經驗的調節,從而導致情緒記憶的回憶。
『新的嗅覺系統為用戶在虛擬環境中實現嗅覺顯示提供了一種新的替代選擇。
氣味釋放的快速響應率、高氣味發生器集成密度和兩種可穿戴設計確保了嗅覺界面在各種應用中的巨大潛力,從娛樂和教育到醫療保健和人機界面』Yu博士說。
下一步,他和他的研究團隊將專註於開發一種響應時間更短、體積更小、集成密度更高的下一代嗅覺系統,用於VR、AR和混合現實《MR》應用。
這一發現發表在科學期刊《自然通訊》上,標題為『用於虛擬現實的軟、小型化無線嗅覺接口』。