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VR 嗅觉发生器: 150 年芳香技术历史上最新的气味

时间:2023-08-16   访问量:99

现代虚拟现实是一场视觉和听觉的盛宴,但排在第四位(落后于触觉触摸技术)的嗅觉几乎完全被忽视了。

本月早些时候,中国研究人员在《自然通讯》上发表了一篇论文,详细介绍了一种小型、柔软的无线嗅觉设备,它最终可能会给你的嗅探器带来一些事情可做。关键的突破是“微型气味发生器”,其小到足以滑入柔性面罩内。

无数发明家和研究人员试图以任何形式普及“嗅觉”——无论是连字符的Smell-O-Vision电影形式还是各种其他嗅觉技术分支——但收效甚微。最早的例子是 1868 年伦敦的一场舞台表演,据报道,当时向人群喷洒了香水巨头Rimmel (当时是当地一家精品店)的香味。现代的例子要复杂得多。但有效且经济实惠的按需提供气味的解决方案仍然难以实现。

Hans E. Laube 在 1939 年纽约世界博览会上推出了他的 Smellovision(后来更名为 Smell-O-Vision)。他的发明使用了一个管道系统,该系统连接到一个装有有气味液体的圆形机构上。控制板用于释放气味,这些气味通过隐藏在座位下方的管道飘向电影观众。Laube 的目标是将其带入千家万户:1946 年 2 月 3 日《圣路易斯环球民主党》杂志上的一篇宣传文章声称,“Smellovision 将能够将 2,000 多种不同的香气直接带入您的客厅。” 事实证明这是乐观的,Smellovision 在接下来的十年里很少被提及。

Smellovision 最终与 1960 年的电影《神秘之香》一起重新出现,这是一部惊悚片,要求电影观众通过嗅觉线索识别反派。它面临着一个不太成熟的竞争对手,AromaRama,后者将气味倒入剧院的空调中。美联社记者鲍勃·托马斯 (Bob Thomas)评价了 Smellovision 的优势,称“气味比Aromavision更真实、更多样化”。

但这个想法从未流行起来。价格可能是一个问题:据报道,Smellovision 的安装成本为“25 万”美元。

虚拟现实在 20 世纪 90 年代风靡一时,因为改进的显示器和 3D 渲染技术使头戴式显示器 (HMD) 变得可行,而且有些人希望在场景中添加气味。

英国工业气体公司 BOC 集团制造了一种与头戴式显示器配合使用的设备,通过计算机控制的气流传递气味。美国娱乐公司 Ferris Productions 为其虚拟现实体验系统系列构建了类似的系统,该系统已在德克萨斯州六旗嘉年华等主题公园中使用。

与此同时,美国空军消防研究小组通过 FiVe FiRe Training 将 VR 投入实际应用,这是一种 VR 消防员培训系统,带有模仿燃烧木材、油脂或橡胶气味的“odorpak”。一张照片显示了一个庞大的系统,受训者身上悬挂着许多管子。也许对于消防员训练来说这不是问题,但对于个人使用来说太大了。

Takamichi Nakamoto 在 2006 年IEEE 虚拟现实会议的会议记录中发表了一篇论文,“使用电磁阀通过嗅觉显示器生成气味的电影”,开启了嗅觉视觉的新方法。2008 年的后续行动将这项技术与视频游戏结合起来,让虚拟厨师既能看到又能闻到他们的虚拟菜肴。该设备使用 32 种气味成分的“实时气味混合”来创建“嗅觉显示”,混合气味以获得更多变化。它比以前的设备小,但仍然比笔记本电脑大。

2018 年《IEEE 传感器杂志》上的一篇论文进一步完善了这一概念,该论文描述了声波 (SAW) 雾化器的添加。SAW 使用超声波蒸发有香味的液体,快速制造出与手动预混合气味相同的混合物。它还进一步缩小了设备的尺寸,但对于 HMD 来说仍然明显太大,而是放置在用户面前的桌子上。


HapticSol是一家德克萨斯州初创公司,由 Peter Sassaman 和 Abraham Zodick 创立,于 2015 年在 Kickstarter 上推出了嗅觉视觉开发套件。该项目失败了,但开发仍在继续。该设备最终于 2020 年以Cilia 的名称发布。

Cilia 被设计为放置在佩戴 HMD 的用户附近的三脚架上,并从最多六个小瓶中散发气味。这是一个机械简单的系统,但这降低了成本:任何人都可以仅花费 475 美元购买 Cilia。HapticSol 打造了一个较小的版本,Micro Cilia,售价仅为 275 美元,设计为像项链一样佩戴。

这并不意味着它适合所有人。Cilia 提供了 Unity 和 Unreal Engine 的插件,但只有少数游戏支持它。希望闻到所见之物的 VR 爱好者必须自己编码。


2022 年 4 月,亚利桑那州立大学的研究人员揭示了迄今为止最诱人的嗅觉:“气味引擎”。它的设计与 Nakamoto 的嗅觉显示器类似,但气味被引导到一个足够小的鼻罩中,可以与 Meta 的 Oculus Quest 等消费者头显一起使用。

与 Project Cilia 一样,Smell 引擎是与与 Unity 游戏引擎兼容的软件一起设计的。开发人员可以使用“气味编辑器”来告诉设备用户在靠近虚拟对象时应该闻到什么气味。然后,该设备可以“动态估计”气味混合物,以改变气味及其强度。然而,它并不完美。虽然气味引擎连接到消费者头戴式显示器上,但它需要一根管子连接到一个更大的外部设备,用于存储气味并处理混合。

这让我们回到了最近发表在《自然通讯》上的论文。它引入了一种直径约为 1.5 厘米的“嗅觉发生器”(OG)。每个 OG 都可以通过使用小型加热元件煮沸有香味的液体来产生单一气味。

每个 OG 的大小是该方法的独特之处。之前的嗅觉尝试很难将大型外部气味生成设备的气味输送到 VR 耳机中。这是虚拟现实体验中的一个大问题,虚拟现实体验允许用户在空间中自由站立或行走。该论文展示了具有两个或九个 OG 的掩模设计,每个 OG 都以无线方式运行。

这种方法有一些缺点。该论文指出,“一种低挥发性气味化合物……可以持续释放气味 91 分钟。” 这可能会迫使频繁更换气味化合物。尽管如此,抛弃笨拙的电线和管子仍然是一项显着的进步,它让我们的鼻孔离闻虚拟花香又近了一步。

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