Trudno nie myśleć o Nimesha Ranasinghe jako o erze cyfrowej Willy Wonka. Ale jego laboratorium na Uniwersytecie w Maine nie jest pełne czekolady i nie pachnie watą cukrową. Zamiast tego materiałami pracy inżyniera są elektrody i przewody, diody LED i czujniki pH.
Ranasinghe jest jednym z wiodących na świecie naukowców zajmujących się elektryczną symulacją smaku - wykorzystującą elektroniczne narzędzia do oszukiwania języka w doświadczaniu smaków, których nie ma. Użyj pałeczek osadzonych na elektrodach, aby zjeść kremowe, słone tłuczone ziemniaki. Tyle że nie są w ogóle solone - smak solanki pochodzi całkowicie z prądu w pałeczkach. Popijaj kwaśną żółtą lemoniadę z szklanki. W rzeczywistości nie jest to wcale lemoniada, ale zwykła woda w kolorze żółtym z diodą LED, kwaśność jest wynikiem przepływu prądu elektrycznego przez filiżankę. Liż „Wirtualny Lollipop” i odkryj, jaki smak wyczuwa Twój szczególny makijaż biochemiczny - może być kwaśny, słodki, słony, a nawet gorzki. W każdym razie nie dotyczy to żadnego jedzenia, tylko srebrne elektrody.
„Lubię jedzenie”, mówi Ranasinghe. „Ale kontrolowanie smaku jest tym, co naprawdę mnie interesuje i ekscytuje”.
Badania Ranasinghe polegają na kontrolowaniu wrażeń smakowych za pomocą elektryczności, koloru, ciepła i zapachu. Przewiduje przyszłość, w której symulowane smaki mogłyby być częścią wirtualnej lub rozszerzonej rzeczywistości, kolejny krok w kierunku kompleksowej fałszywej rzeczywistości.
Pochodzący ze Sri Lanki Ranasinghe ma doświadczenie zarówno w elektrotechnice, jak i informatyce. Kiedy przybył na Uniwersytet Narodowy w Singapurze, aby doktorat, był zainteresowany znalezieniem sposobu na przeniesienie zmysłów poza wzrok i dźwięk do wirtualnej rzeczywistości. Kiedy zdał sobie sprawę, że niewiele jest badań nad elektrycznie symulującymi smakami, jego kierunek studiów został ustalony.
„Początkowo właściwie nie miałem pojęcia, jak to zrobić” - mówi. „Chyba że masz szereg chemikaliów i wkładasz je do ust użytkownika. Ale to nie brzmiało cyfrowo. Byłem zdecydowany znaleźć coś całkowicie elektrycznego lub całkowicie cyfrowego ”.
Ranasinghe znalazł kilka artykułów z lat siedemdziesiątych opisujących użycie srebrnych drutów do zbadania organizacji systemu smakowego. Uczestnicy badania zgłosili kwaśne lub słone odczucia smakowe, gdy druty zostały umieszczone na ich językach. Ranasinghe wiedział, że ma to sens, ponieważ kwaśne i słone odczucia są wykrywane przez kanały jonowe.
Inne podstawowe smaki - słodki, gorzki i umami - trudniej zasymulować. Ranasinghe odkrył, że możliwe jest wytworzenie niewielkiego poczucia słodyczy poprzez stymulację termiczną - wystawiając język na przemian wysokie i niskie temperatury. Ogrzewanie i chłodzenie może również symulować postrzeganie pikantności lub zimna, na przykład uczucie ssania mięty.
„Wyzwanie związane ze stymulacją termiczną polega na tym, że musimy wymyślić te mechanizmy ogrzewania i chłodzenia, a ty musisz użyć tych nieporęcznych rzeczy cieplnych [do podgrzania cieczy]”, mówi. "To nie jest łatwe."
Kolejne wyzwanie dotyczyło umami - smaku rozkoszy znajdowanego obficie w produktach takich jak parmezan, pomidory, wodorosty i sos sojowy. Ranasinghe odkrył, że chociaż większość ludzi z łatwością potrafiła opisać, kiedy coś było „słone” lub „słodkie”, mieli mało słownictwa na opisywanie umami. Obawiając się, że gromadzenie danych byłoby niezwykle trudne, postanowił skupić się na innych gustach.
Ostatecznie Ranasinghe miał wystarczająco dużo informacji, aby spróbować wyprowadzić technologię symulacji smaku z laboratorium. Aby to zrobić, postanowił osadzić technologię w zwykłych naczyniach - pałeczkach, misach, kieliszkach koktajlowych.
„Kiedy użyłem dwóch srebrnych elektrod, ludzie wahali się, aby włożyć je do ust” - mówi.
Eksperymentował z symulowaną słonością, zmuszając użytkowników do jedzenia tłuczonych ziemniaków pałeczkami osadzonymi na elektrodach. Chociaż pałeczki nie są z reguły wybieranym narzędziem do jedzenia tłuczonych ziemniaków, odkrył, że użytkownicy mieli tendencję do lizania lepkich ziemniaków z pałeczek, upewniając się, że ich języki mają kontakt z elektrodami. W celu zwiększenia kwaśności rozcieńczonej zupy miso zastosowano zanurzoną w elektrodzie miskę na zupę, pod warunkiem, że testerzy pili zupę w japońskim stylu, od ust do krawędzi.
Stąd Ranasinghe i jego zespół - najpierw w Centrum Connective Ubiquitous Technology for Embodiments (CUTE) Uniwersytetu Keio-National University of Singapore, a teraz w Multisensory Interactive Media (MIM) University of Maine - zajmując się badaniem możliwości łączenia innych bodźców zmienić smak i doznania smakowe. Stworzyli „Vocktail” (skrót od „wirtualny koktajl”) - kieliszek martini z elektrodami, wkładami zapachowymi i diodą LED. Pijący może kontrolować kwaśność lub słoność napoju w szklance za pomocą elektrod, może dodawać różne zapachy, takie jak czekolada, mięta, truskawka lub banan, i może zmieniać kolor za pomocą diody LED. Użytkownicy mogą stworzyć kwaśną, zieloną miętową mojito lub słono-kwaśną czerwoną margaritę truskawkową. Wszystko z czystej wody.
Ranasinghe mówi, że istnieje kilka potencjalnych zastosowań technologii w świecie rzeczywistym. Po pierwsze, kąt zdrowia: technologie można wykorzystać, aby pomóc ludziom w zmniejszeniu zawartości soli lub cukru w ich diecie poprzez oszukanie kubków smakowych. Może także pomóc osobom o zmniejszonej zdolności smakowej - na przykład pacjentom chemioterapeutycznym lub osobom starszym - cieszyć się jedzeniem. Po drugie, domy smaków - firmy, które opracowują i produkują środki aromatyzujące dla przemysłu spożywczego - mogą skorzystać z symulatora smaku, aby uzyskać natychmiastowe informacje zwrotne od testerów na temat profili smaków (napój zbyt kwaśny? A co teraz?). Po trzecie, chodzi o wirtualną lub rozszerzoną rzeczywistość: jak fajnie byłoby móc „posmakować” kawałka ciasta, gdy wędrujesz po wirtualnej rekreacji XIX-wiecznej wiedeńskiej cukierni? Lub sącząc świecącą filiżankę kosmitów podczas eksploracji odległej planety?
Matthias Harders, współautor książki Virtual Reality in Medicine, spekuluje, że technologia smaku zastosowana w VR może pewnego dnia zostać wykorzystana do leczenia zaburzeń odżywiania.
„Ale technologia jest nadal zbyt szczątkowa, aby dostrzegać wyraźne korzyści w medycynie”, mówi.
Harders uważa, że technologia zapachów zostanie włączona do wirtualnej rzeczywistości znacznie wcześniej niż technologia smaku. Zwraca uwagę, że niektóre kino o ultranowoczesnej technologii wykorzystują już technologię zapachową, aby poprawić wrażenia widzów (kina w rzeczywistości używają zapachu od prawie 100 lat, od wypuszczania perfum w trakcie romantycznej gry po osławiony Smell-o -Wizja z lat sześćdziesiątych).
Zgadza się z tym Adrian David Cheok, profesor informatyki na City University of London, który pracuje nad symulacją smaku.
„W rzeczywistości czujemy zapach naszego jedzenia” - mówi. „Na dłuższą metę ważniejsza będzie symulacja zapachu”.
Cheok, który pełnił funkcję doradcy doktora Ranasinghe, wyobraża sobie, że praca jego i Ranasinghe może łączyć ludzi w nieoczekiwany sposób. Ludzie mieszkający z dala od rodziny czasami konfigurują Skype'a podczas jedzenia, mówi, aby „dzielić się” obiadem z bliskimi. Ale co, jeśli mogliby również dzielić zapach i smak? Mówi, że technologia smaku i zapachu może być również pomocna w nauce w szkołach lub muzeach.
„Wyobraź sobie, że możesz także smakować i wąchać potrawy, które ludzie jedli w starożytnym Rzymie?” - mówi.
Chociaż Cheok twierdzi, że obecne prace nad symulacją smaku są raczej ograniczone, oprócz niego i Ranasinghe jest kilku badaczy. Japońscy naukowcy opracowali Symulator Żywności, który wpasowuje się w usta, umożliwiając użytkownikowi odczucie żucia, podczas gdy głośnik douszny jednocześnie wydaje odpowiednie dźwięki (na przykład chrupanie, jeśli chcesz żuć krakersa). Jednocześnie ustnik tryska drobnymi strumieniami chemikaliów, reprezentując pięć podstawowych smaków. Inne urządzenie, TasteScreen z 2005 roku, wykorzystuje chemiczne wkłady zapachowe do dostarczania smaków na ekran komputera. Stworzony przez ówczesnego studenta Stanforda, pozwala użytkownikom dosłownie polizać ekran, aby spróbować tego, co widzą.
Aby odtworzyć smak prawdziwego jedzenia od zera, potrzeba znacznie więcej niż tylko stymulowanie kubków smakowych (lub wyciskanie chemikaliów na ekranie komputera). Podczas gdy język wykrywa smak kwaśny, słodki, słony, gorzki i umami, doświadczenie jedzenia obejmuje również smak i odczucie w ustach. Smak - myśl palony, owocowy lub kwiatowy - obejmuje zmysł węchu, a konsystencja (kremowa, chrupiąca, do żucia) dotyczy naszego zmysłu dotyku.
Przyszłe prace Ranasinghe obejmują to wszystko. Interesuje go zastosowanie technologii węchowej i dotykowej w celu włączenia zapachu i dotyku do wrażeń smakowych VR. Wyobraź sobie, że popijasz „kawę” w wirtualnym biurze, podczas gdy zapach kawy jest wprowadzany, a dotykowe czujniki dają poczucie potrząsania prawdziwym cukrem do kubka, który wdmuchuje ciepłe powietrze do nozdrzy, aby poczuć się jak para.
Brzmi jak magia?
Jak powiedział Willy Wonka: „Wynalazek, moi drodzy przyjaciele, to 93 procent potu, 6 procent elektryczności, 4 procent parowania i 2 procent marszczenia toffi”.
W przypadku Ranasinghe jest bardziej obciążony elektrycznie, ale nie mniej pomysłowy.
