亚利桑那州立大学的研究人员展示了气味引擎。现代虚拟现实是一场视觉和耳朵的盛宴——但排在第四位(仅次于触觉技术)的嗅觉几乎被完全忽略了。研究人员在Nature Communications上发表了一篇论文,详细介绍了一种小型、柔软、无线的嗅觉设备,它可能最终让你的嗅探器有事可做。关键的突破是一种“微型气味发生器”,小到可以塞进柔性面罩内。
无数的发明家和研究人员试图以任何形式推广“嗅觉视觉”——无论是以连字符的Smell-O-Vision电影形式还是以其他各种嗅觉技术分支——但收效甚微。最早的例子是 1868 年在伦敦的一场舞台表演,据报道,当时是当地一家精品店的香水巨头Rimmel向人群喷洒香味。现代的例子要复杂得多。但是,一种有效且负担得起的按需提供气味的解决方案仍然难以捉摸。
最初的 Smell-O-Vision(及其竞争对手 AromaRama)
美国电影制片人 Mike Todd Jr. [左] 与瑞士发明家 Hans E. Laube 坐在一起,后者指着他的 Smell-O-Vision 机器,该机器会与电影中的动作同步产生气味。
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,该系统连接到一个圆形机构上,该机构携带有气味的液体瓶。一个控制板被用来释放气味,这些气味通过隐藏在观众座位下方的管道飘向电影观众。Laube 的目标是将其带回家中:1946 年 2 月 3 日的圣路易斯环球民主党刊登了一篇广告,声称“Smellovision 能够将 2,000 多种不同的香气带入您的客厅。” 这被证明是乐观的,在这十年的剩余时间里,Smellovision 很少被提及。
Smellovision 最终与 1960 年的电影《神秘的气味》一起再次出现,这部惊悚片要求电影观众通过嗅觉线索识别反派。它面对的是一个不太老练的竞争对手 AromaRama,后者将气味排放到剧院的空调中。美联社记者 Bob Thomas对 Smellovision 给予了优势,称“气味比Aromavision更真实、更多样化。”
然而,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“百万分之一”。
闻一闻VR的第一个黄金时代
虚拟现实在 1990 年代曾有过一段时间,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——有些人想在景点中添加气味。
英国工业气体公司 BOC Group制造了一种与 HMD 配合使用的设备,该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一个类似的系统,该系统被用于主题公园,如德克萨斯州六旗嘉年华。
与此同时,美国空军消防研究小组通过 FiVe FiRe Training 将 VR 投入实际使用,FiVe FiRe Training 是一种带有“odorpak”的 VR 消防员训练系统,可以模仿燃烧的木头、油脂或橡胶的气味。一张照片显示了一个庞大的系统,许多管子悬挂在受训者身上。也许这对消防员训练来说不是问题,但对于个人使用来说太大了。
电磁阀和雾化器将概念小型化
Takamichi Nakamoto 在 2006 年发表在当年IEEE 虚拟现实会议论文集中的论文“使用电磁阀通过嗅觉显示器产生气味的电影”开启了嗅觉视觉的新方法。2008 年的一项后续行动将这项技术与一款视频游戏相结合,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。
IEEE 传感器杂志2018 年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。它还进一步减小了设备的尺寸,尽管对于 HMD 来说显然仍然太大,而是放置在用户面前的桌子上。
厌倦了等待近代的嗅觉视觉?自己做
HapticSol是一家由 Peter Sassaman 和 Abraham Zodick 创立的德州初创公司,2015 年在 Kickstarter 上推出了 smellovision 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 可放置在佩戴 HMD 的用户附近的三脚架上,并从多达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:任何人都可以以 475 美元的价格购买 Cilia。HapticSol 构建了一个更小的版本,Micro Cilia,售价仅为 275 美元,设计成可以像项链一样佩戴。
这并不意味着它适合所有人。Cilia 为 Unity 和 Unreal Engine 提供插件,但只有少数游戏支持它。希望闻到他们看到的东西的 VR 爱好者必须自己编写代码。
“气味引擎”与 Unity 游戏引擎配对
2022 年 4 月,亚利桑那州立大学的研究人员展示了迄今为止最诱人的气味视觉:“气味引擎”。它的设计类似于 Nakamoto 的嗅觉显示器,但气味被引导到一个小到足以与 Meta 的 Oculus Quest 等消费者 HMD 一起使用的鼻罩中。
与 Project Cilia 一样,气味引擎是与与 Unity 游戏引擎兼容的软件一起设计的。开发人员可以使用“气味作曲家”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”混合气味以改变气味及其强度。然而,它并不完美。虽然气味引擎显示连接到消费者 HMD,但它需要一根管子连接到更大的外部设备,用于存储气味和处理混合。
嗅觉发生器是最新的突破
宽度约为 1.5 厘米的嗅觉发生器可以放置在柔性面罩中,以实现最大的无线嗅觉视觉效果
这让我们回到最近发表在Nature Communications上的论文。它引入了一个“嗅觉发生器”(OG),直径大约为 1.5 厘米。每个 OG 都可以通过用小型加热元件煮沸有香味的液体来产生单一香味。
每个 OG 的大小使此方法与众不同。smellovision 之前的尝试努力将大型外部气味产生设备的气味输送到 VR 耳机中。这是允许用户在空间中自由站立或行走的 VR 体验中的一个大问题。该论文展示了具有两个或九个 OG 的面罩设计,每个 OG 都以无线方式运行。
这种方法有缺点。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[分钟]。” 这可能会迫使频繁更换气味化合物。尽管如此,丢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到虚拟花朵更近了一步。