Виртуальная реальность стремится не только дать возможность ощутить присутствие и насладиться необычными видами и звуками, она также намерена передавать запахи и вкусы. Если погружаться, то в полном объёме, хотя со вкусами пока всё очень непросто. Нужно придумать удобный интерфейс для воздействия на рецепторы языка. Учёные из Гонконга считают, что они нашли идеальное решение.
Источник изображений: City University of Hong Kong
В основном вкусовые ощущения передаются через специальные рецепторы языка. Существуют четыре основных вкуса — сладкий, солёный, кислый и горький. В последние годы стал модным пятый вкус — распространённый в Японии и рядом, который называют умами. Если отойти от моды, то специалисты склонны считать, что язык также распознаёт спектр жиров, что также воспринимается человеком как приятный вкус.
Раздражать рецепторы на языке предложено разными способами: химическим, термическим, электрической стимуляцией, а также ионофорезом. Химический способ наиболее близок к натуральному и сопровождается нанесением ароматизированных веществ непосредственно на язык. Но этот способ плохо подходит для виртуальной реальности, поскольку страдает от задержек и необходимости хранить немалые объёмы веществ.
Тепловая стимуляция строится на прямом раздражении рецепторов языка. С ней проблема в другом — в организации компактной платформы с контролем температуры, нагревом и охлаждением. Электростимуляция представляется лучшим способом для имитации вкусов — эффект создаётся путём изменения частоты, интенсивности и направления электрических сигналов, подающихся на рецепторы. Ограничением служит необходимость размещения на языке чего-то типа пластырей, что во многих случаях неудобно.
Поэтому группа учёных из Городского университета Гонконга (City University of Hong Kong) выбрала ионофорез как метод раздражения рецепторов на языке, при котором достигается стабильная обратная связь по вкусу за счёт использования ионов, проходящих через биологически безопасные гидрогели для транспортировки ароматических веществ.
В качестве интерфейса был выбран имитатор леденца на палочке. Система беспроводная, работает по Bluetooth. «Леденец» отпечатан на 3D-принтере из нейлона. Его размеры составляют 8 × 3 × 1 см, а масса равна 15 г. Он содержит девять каналов для передачи на язык ионов ароматизаторов. В устройство загружены растворы на основе агарозы. Это своего рода гидрогель, содержащий химически синтезированные ароматизаторы, имитирующие сахар, соль, лимонную кислоту, вишню, маракуйю, зеленый чай, молоко, дуриан и грейпфрут. Под управлением компьютерного интерфейса на язык подаются ионы через объём гидрогеля с тем или иным вкусом или с их смесью.
Добавление в смесь запаха — семи специфических химических веществ — ещё сильнее улучшает восприятие вкуса. Будущие исследования будут сосредоточены на расширении временного диапазона использования устройства, который в настоящее время ограничен примерно часом, поскольку гидрогели, насыщенные вкусовыми добавками химическим путём, высыхают и теряют вкус.
По мнению разработчиков, виртуальный «леденец» может помочь в обучении детей при знакомстве с едой. Также он может стать универсальным датчиком для выявления вкусовых расстройств у пациентов. Наконец, устройство поможет знакомиться с вкусами пищевых продуктов через интернет без необходимости пробовать на вкус настоящие образцы.