В Национальном университете Сингапура создан прототип системы компьютерного имитирования вкуса. Её автором стал Нимеша Ранасингх (Nimesha Ranasinghe), выполнявший на протяжении последних пяти лет исследования в области цифровой имитации вкусовых и обонятельных ощущений на кафедре электротехники и вычислительной техники.

Описание своего изобретения Ранасингх начинает с заманчивого обещания: «Вместо того чтобы просто разглядывать торт на экране, вы можете попробовать его!» Сразу вспоминаются строки финальной песни из игры Portal, в которой испытуемым лаборатории Aperture Science тоже обещали торт. Впрочем, Ранасингх не ограничивается одним блюдом и простой имитацией вкуса виртуальных объектов. Он намерен постепенно создать целое направление обмена вкусовыми ощущениями через интернет.

Пока новый цифровой симулятор вкуса находится на стадии прототипа. Он уже может воспроизводить четыре основных вкусовых компонента (сладкий, кислый, солёный и горький) и большинство их сочетаний. Чтобы обмануть вкусовые рецепторы языка, используется стимуляция переменным током и техника малых изменений локальной температуры. Крошечные электроды быстро создают желаемое вкусовое ощущение.

В литературе встречаются единичные описания прототипов интерактивных систем, воссоздающих запахи и вкусы, но все они используют картриджи или капсулы с химическими реагентами.

По мнению Ранасингха, в этой конструктивной особенности и кроется причина провала прежних экспериментальных систем, таких как разработка DigiScents. Поэтому научная группа университетской лаборатории Keio-NUS Cute сосредоточилась на поиске универсальных методов передачи вкуса через электрические и тепловые методы стимуляции.

Прототип системы цифровой имитации вкуса (фото: Nimesha Ranasinghe)
Прототип системы цифровой имитации вкуса (фото: Nimesha Ranasinghe).

Созданный прибор состоит из двух схем. Первая управляет силой подаваемого на электроды тока и его частотой, а вторая регулирует изменения локальной температуры. Обычно они работают совместно, поскольку стимуляции одного вида редко бывает достаточно для качественной передачи ощущений.

Например, кислый вкус передаётся плавным изменением силы тока от 60 до 80 мкА с одновременным повышением температуры верхнего электрода в местах контакта со средней частью латеральной поверхности языка с 20 до 30 °С.

Принцип воссоздания вкусовых ощущений (изображение: Nimesha Ranasinghe)
Принцип воссоздания вкусовых ощущений (изображение: Nimesha Ranasinghe).

Горький вкус требует самой сильной стимуляции, при которой сила тока возрастает до 140 мкА. Ощущение солёной пищи вызывается повышением силы тока до 50 мкА и снижением его частоты.

Исключения из общей методики составляют мятный вкус, который имитируется простым понижением температуры электродов с 22 до 19 °С, и острый привкус (он передаётся за счёт быстрого повышения температуры до 35 °С).

Два серебряных электрода имеют схожее строение, но разное назначение. Накладываемый на язык сверху непосредственно стимулирует вкусовые сосочки разных рецепторных полей языка. Нижний электрод соединён с подложкой, в которой расположены нагревательный модуль и элемент Пельтье. Вместе они способны быстро изменять температуру отдельных участков языка.

Общая схема прототипа (фото: Nimesha Ranasinghe)
Общая схема прототипа (фото: Nimesha Ranasinghe).

Безопасный предел ограничен величиной в 35 °С. Пользовательская часть с электродами соединяется с контроллером гибким проводом, а сам прибор получает вкусовые наборы от компьютера по Bluetooth или USB.

Прототип цифровой системы имитации вкуса собран на платформе Arduino (фото: Nimesha Ranasinghe)
Прототип цифровой системы имитации вкуса собран на платформе Arduino (фото: Nimesha Ranasinghe).

Новинке пророчат большое будущее в системах виртуальной и дополненной реальности. Ведь, несмотря на стремительный прогресс ИТ-отрасли в целом, основными способами человеко-машинного взаимодействия сегодня по-прежнему остаются аудиовизуальные.

Изображение на экранах стало избыточно чётким и объёмным, а звук – многоканальным и реалистичным. В отдельных играх и приложениях используются контроллеры с тактильной обратной связью, но вкус и запах виртуальных объектов до сих пор можно было ощутить разве что за счёт богатой фантазии.