Изображение сгенерировано с помощью Алиcы Al
В Университете штата Огайо разработали IoT‑платформу Scentronic, позволяющую передавать запахи по сети. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances. Технология открывает новые возможности для расширенной и виртуальной реальности, а в перспективе может найти применение в медицине и других сферах, рассказали авторы проекта, передает naukatv.ru.
Как поясняет ведущий исследователь, инженер‑материаловед Чуньюй Ян, интеграция ароматов в VR остаётся сложной задачей из‑за природы запахов: в отличие от изображения, которое можно разложить на базовые цветовые компоненты, ароматы представляют собой сложные сочетания молекул. Любая система, преобразующая запахи в цифровые сигналы, должна уметь распознавать эти многокомпонентные химические профили.
Ключевыми элементами Scentronic стали «электронный нос» (e‑нос) и генератор запахов, связанные между собой алгоритмами машинного обучения. E‑нос оснащён шестью сенсорами на основе оксида олова — полупроводниковых элементов, которые меняют электрическое сопротивление при взаимодействии с летучими органическими соединениями. Сигналы с сенсоров оцифровываются и передаются на ИИ‑модель, обученную распознавать характерные «сигнатуры» запахов.
На этапе экспериментов система научилась определять ароматы пяти продуктов и напитков: апельсина, торта, кофе, пива и красного вина. По словам Ян, обучение модели стало наиболее трудоёмкой частью проекта: для формирования достаточной выборки данных сенсоры многократно подвергали воздействию соответствующих ароматов.
Исполнительный модуль Scentronic - пьезоэлектрический генератор запахов. Он включает пять ёмкостей с растворами пищевых ароматизаторов, каждая из которых оборудована ультразвуковым распылителем и хлопчатобумажным фитилём. В ходе испытаний исследователи тестировали разные форм‑факторы: распылители размещали на браслете, ожерелье и ручном устройстве. В тестах с участием 14 добровольцев точность определения запахов составила в среднем 73 %.
Важным достижением проекта стал прототип «цифровой чашки», совмещающей передачу запаха и имитацию вкуса. Конструкция представляет собой кружку с водой, по краям которой закреплены генераторы ароматов, а внутри стенок размещены камеры с вкусовыми компонентами и электромагнитными насосами. При использовании чашки в связке с VR‑средой пользователь ощущает соответствующий аромат и вкус - в зависимости от выбранного в виртуальной реальности напитка. Демонстрации подтвердили возможность синхронизации команд в реальном времени: активация происходит при захвате чашки, а отключение при её отпускании.
Ранее предлагались и другие подходы к дистанционной передаче ароматов - от нагрева воска для высвобождения запахов до прямой стимуляции нейронов для создания ощущения аромата. Однако, по оценке Ян, предложенный метод отличается высокой скоростью реакции и практической применимостью. В дальнейших планах исследовательницы - расширить палитру воспроизводимых ароматов и повысить точность системы.
Потенциал технологии выходит за рамки индустрии развлечений. В медицинской сфере Scentronic может использоваться для оценки нарушений обоняния у пациентов, например, после перенесённых вирусных инфекций или при нейродегенеративных состояниях. Кроме того, система способна улучшить восприятие пищи в специфических условиях — например, сделать рацион космонавтов или военнослужащих более аппетитным за счёт добавления реалистичных ароматов.