新设备可能让你在虚拟现实中品尝蛋糕

该界面被称为“e-Taste”，使用传感器和无线化学分配器的组合来促进味觉的远程感知——科学家称之为味觉。这些传感器调谐以识别葡萄糖和谷氨酸盐等分子——这些化学物质代表了甜、酸、咸、苦和鲜的五种基本味道。一旦通过电信号捕获，该数据会无线传送到远程设备进行复制。

俄亥俄州立大学的研究人员进行的现场测试确认了该设备能够数字模拟一系列味觉强度，同时仍为用户提供多样性和安全性。

“在当前的虚拟现实和增强现实领域，化学维度相对欠缺，尤其是当我们谈论嗅觉和味觉时，”本研究的合著者、俄亥俄州立大学材料科学与工程助理教授李京华表示。“这是一个需要填补的空白，而我们已经通过这个新一代系统实现了这一点。”

该系统的开发受到李的前期生物传感器工作的启发，采用了一个带有两部分的执行器：一个与嘴部连接的接口和一个小型电磁泵。该泵连接到化学液体通道中，当电荷通过时，它会振动，将溶液推送通过一层特殊的胶层进入受试者的嘴中。

根据溶液与该胶层相互作用的时间长度，任何给定味道的强度和强度都可以轻松调整，李说。

“根据数字指令，您还可以选择同时释放一种或几种不同的味道，以便它们可以形成不同的感官体验，”她说。

该研究今天发表在期刊Science Advances上。

味觉是一种主观感受，可能瞬息万变。然而，这种复杂的感觉是身体两种化学感知系统协同工作的结果，以确保您所吃的东西安全、营养，即味觉和嗅觉（或嗅闻）感官。

“味觉和嗅觉与人类的情感和记忆密切相关，”李说。“因此，我们的传感器必须学习捕捉、控制和存储所有这些信息。”

尽管为大多数人复制相似的味觉感受存在难度，研究人员在人体试验中发现，参与者能够以约70%的准确率区分系统生成的液体中的不同酸度强度。

进一步的测试评估了e-Taste在虚拟食品体验中的沉浸能力，还分析了其远程能力，显示可以从加利福尼亚启动远程品尝到俄亥俄州。另一个实验让受试者尝试识别他们感知的五种食品选项，无论是柠檬水、蛋糕、煎蛋、鱼汤还是咖啡。

虽然这些结果为开创新的虚拟现实体验提供了机会，但该团队的发现尤其重要，因为它们可能为科学家提供对大脑如何处理来自口腔的感官信号的更深入理解，李说。

增强该技术的计划围绕进一步微型化系统和改善系统与食品中产生味觉感受的不同化合物的兼容性展开。除了帮助建立更好、更加动态的游戏体验之外，该研究指出，这项工作可能有助于促进残疾人群在虚拟空间中的可及性和包容性，例如那些有创伤性脑损伤或长新冠的个体，这使得味觉丧失引起了公众的注意。

“这将帮助人们以前所未见的方式在虚拟空间中连接，”李说。“这个概念已经到来，这是成为元宇宙一个小部分的良好第一步。”

其他俄亥俄州立大学的合著者包括陈书林、贾怡珍、刘子理、王琦、普拉萨德·尼蒂安南、杨春宇，以及来自大连理工大学的段博文和谢兆迁，来自新加坡国立大学的肖肖和吴长生，以及来自清华大学的田西。

这项工作得到了国家科学基金会、国家生物医学成像与生物工程研究所、俄亥俄州立大学慢性脑损伤试点奖项目、新兴材料中心、复杂新材料探索中心、材料研究所、中国国家自然科学基金和大连优秀青年科技人才的支持。