Трудно е да не мислиш за Нимеша Ранасингхе като дигитална епоха Уили Вонка. Но лабораторията му в университета в Мейн не е пълна с шоколад и не мирише на бонбони от памук. Вместо това материалите на работата на инженера са електроди и проводници, светодиоди и сензори за pH.
Ranasinghe е един от водещите световни изследователи в областта на електрическата симулация на вкус - използва електронни инструменти, за да заблуди езика да изпита вкусове, които ги няма. Използвайте вградените в електрода си клечки за ядене на кремави, солени картофено пюре. Освен че изобщо не са осолени - вкусът на соленост идва изцяло от тока в клечките. Отпийте тръпчива жълта лимонада от чаша. Всъщност това не е лимонада, а обикновена вода, оцветена в жълто с LED, киселинността в резултат на електрически ток, преминаващ през чашата. Оближете „Виртуален близалка“ и открийте какъв вкус вашите конкретни биохимични сетива за грим - може да е кисел, сладък, солен или дори горчив. Във всеки случай, няма реална храна, а само сребърни електроди.
"Харесвам храна", казва Ранасингхе. "Но контролируемостта на вкуса е това, което наистина ме интересува и вълнува."
Изследванията на Ranasinghe включват контрол на вкусовите усещания чрез електричество, цвят, топлина и аромат. Той предвижда бъдеще, в което симулираните вкусове биха могли да бъдат част от преживявания във виртуална или разширена реалност, още една стъпка към всеобхватна изкуствена реалност.
Родом от Шри Ланка, Ранасингхе има опит както в електротехниката, така и в компютърните науки. Когато пристигна в Националния университет в Сингапур, за да докторска степен, той се заинтересува да измисли начин да приведе сетивата отвъд зрението и звука във виртуална реалност. Когато разбра, че има много малко изследвания на електрически симулиращи вкусове, курсът му на обучение беше определен.
„Първоначално всъщност не съм имал идея как да направя това“, казва той. „Освен ако нямате набор от химикали и ги поставете в устата на потребителя. Но това не звучеше цифрово. Бях решен да намеря нещо напълно електрическо или напълно цифрово. "
Ранасингхе намери някои документи от 70-те години, описващи използването на сребърни проводници за изследване на организацията на вкусовата система. Участниците в проучването са съобщили, че имат чувство за кисел или солен вкус, когато проводниците се поставят на езика им. Това имаше смисъл, Ранасингхе знаеше, тъй като кисели и солени усещания се откриват по йонните канали.
Другите първични вкусове - сладки, горчиви и умами - са по-трудни за симулиране. Възможно е, откри Ранасингхе, да създаде незначително усещане за сладост чрез топлинно стимулиране - излагайки езика на редуващи се топли и студени температури. Отоплението и охлаждането също могат да симулират възприятията за пикантност или студ, като усещането за смучене на мента.
„Предизвикателството при термичната стимулация е, че трябва да измислим тези механизми за отопление и охлаждане и трябва да използвате тези обемисти топлинни неща [за загряване на течността]“, казва той. "Не е лесно."
Друго предизвикателство е свързано с уями - вкусът на вкус, който се намира в изобилие в храни като пармезан, домати, морски водорасли и соев сос. Ранасингхе откри, че докато повечето хора лесно могат да опишат кога нещо е "солено" или "сладко", те имат малък речник за описание на умами. Страхувайки се, че това ще затрудни събирането на данни, той реши да се съсредоточи върху други вкусове.
В крайна сметка Ranasinghe разполага с достатъчно информация, за да опита да изведе технологията за симулация на вкус от лабораторията. За да направи това, той реши да вгради технологията в обикновени съдове - пръчици, купи, коктейлни чаши.
„Когато използвах два сребърни електрода, хората се колебаеха да ги поставят в устата си“, казва той.
Той експериментира със симулирана соленост, като потребителите накара да ядат картофено пюре с пръчици, вградени в електрод. Въпреки че палачинките обикновено не са изборът на прибори за ядене на картофено пюре, той откри, че потребителите са склонни да облизват лепкавите картофи от клечките, като се уверяват, че езиците им влизат в контакт с електродите. Използвана е купа за супа, вградена в електрод, за да се засили киселинността на разредена мисо супа, при условие че тестерите изпиват супата в японски стил, устата до ръба.
Оттук Ранасингхе и неговият екип - първо в Центъра за съединителна повсеместна технология за изпълнения (CUTE) на Националния университет в Кейо, а сега в лабораторията за мултисензорни интерактивни медии (MIM) на Университета в Мейн - се разклониха да проучат как биха могли да се комбинират други стимули промяна на вкуса и вкусовите преживявания. Те създадоха „Vocktail“ (съкратено за „виртуален коктейл“) - чаша за мартини с електроди, касети с аромат и светодиод. Пиячът може да контролира киселинността или солеността на напитката в чашата с електродите, може да добавя различни аромати като шоколад, мента, ягода или банан и може да променя цвета с LED. Потребителите биха могли да създадат кисело, зелено оцветено менто мохито или солено-кисела червена ягодова маргарита. Всички от обикновена вода.
Има няколко потенциални приложения в реалния свят за технологията, казва Ранасингхе. Първо, има здравословен ъгъл: технологиите могат да се използват, за да помогнат на хората да намалят солта или захарта в диетите си, като заблудят вкусовите рецептори. Също така може да помогне на хората с намалена способност за вкус - пациенти с химиотерапия, например, или възрастни хора - да се насладят отново на храна. Второ, вкусовите къщи - компаниите, които разработват и произвеждат ароматизатори за хранително-вкусовата промишленост, биха могли да използват симулатор на вкус, за да получат незабавна обратна връзка на тестерите на ароматичните профили (пийте твърде кисело? Какво ще кажете сега?). Трето е свързано с виртуалната или разширената реалност: колко готино би било да можеш да „вкусиш“ резен торта, докато се скиташ във виртуален отдих на виенски сладкарски магазин от 19 век? Или отпивате светеща чаша с извънземен грог, докато изследвате далечна планета?
Матиас Хардърс, съавтор на книгата „ Виртуална реалност в медицината“, предполага, че вкусовата технология, включена в VR, може един ден да бъде използвана за лечение на хранителни разстройства.
„Но технологията все още е твърде рудиментарна, за да види явна полза в медицината“, казва той.
Хардърс смята, че ще видим технологията на миризмата, включена във виртуалната реалност, много по-рано от вкусовата технология. Някои ултра-високотехнологични киносалони, посочва той, вече използват мирис технология, за да подобрят преживяванията на зрителите (театрите всъщност използват миризма от близо 100 години, от тръби в парфюм по време на романтична игра до скандалната Smell-o -Vision от 60-те години).
Адриан Дейвид Чеок, професор по компютърни науки в Ситиския университет в Лондон, който работи върху симулацията на вкуса, е съгласен.
"Всъщност миришем на храната си", казва той. "В дългосрочен план ще бъде по-важно да симулирате миризмата."
Чеок, който беше докторски съветник на Ранасингхе, си представя работата като неговия и Ранасингхе може да свърже хората по неочаквани начини. Хората, които живеят далеч от семейството, понякога създават Skype, докато ядат, според него, да „споделят“ вечеря с близки. Но какво ще стане, ако всъщност могат да споделят и миризмата и вкуса? Технологиите за вкус и мирис също биха могли да бъдат учебно помагало в училищата или музеите, казва той.
„Представете си, че бихте могли да вкусите и да помиришете храните, които хората са яли в древен Рим?“, Казва той.
Въпреки че Чеок казва, че сегашната работа по симулация на вкуса е доста ограничена, има няколко изследователи, освен него и Ранасингхе. Японски изследователи разработиха симулатор на храна, който се побира в устата, позволявайки на потребителя усещането за дъвчене, докато говорител в ухото едновременно издава подходящи шумове (хрускане, ако искате да дъвчете кракер например). В същото време мундщукът се впива в малки струи химикали, които представляват петте основни вкуса. Друго устройство, TasteScreen от 2005 г., използва касети с химически ароматизатори, за да доставя аромати на компютърен екран. Създаден от тогава студент в Станфорд, той позволява на потребителите буквално да оближат екрана, за да опитат това, което виждат.
Това ще отнеме много повече от стимулиране на вкусовите рецептори (или пулверизиране на химикали на екрана на компютъра), за да пресъздадете вкуса на истинската храна от нулата. Докато киселите, сладки, солени, горчиви и уями са вкусове, засечени от езика, опитът на ядене включва също вкус и усещане в устата. Ароматът - мислете печен, плодов или цветен - включва обонянието, а текстурата (кремообразна, хрупкава, дъвчаща) е свързана с нашето усещане за допир.
Бъдещата работа на Ranasinghe включва всичко това. Той се интересува от използването на обонятелна и хаптична технология, за да включи миризмата и допира в VR вкусовите изживявания. Представете си, че отпивате „кафето“ във виртуален офис, докато ароматът на кафе е напоен, а тактилните сензори ви дават усещането да разклащате истинска захар в халбата си, която издухва топъл въздух в ноздрите, за да се чувствате като пара.
Звучи ли като магия?
Както Вили Вонка каза: „Изобретението, скъпи мои приятели, е 93 процента изпотяване, 6 процента електроенергия, 4 процента изпарение и 2 процента пулсации на пеперудата.“
В случая на Ранасингхе е по-тежко от електричеството, но не по-малко изобретателно.
