Είναι δύσκολο να μην σκεφτείς τον Nimesha Ranasinghe ως μια ψηφιακή εποχή Willy Wonka. Αλλά το εργαστήριό του, στο Πανεπιστήμιο του Maine, δεν είναι γεμάτο σοκολάτα, και δεν μυρίζει σαν καραμέλα βαμβακιού. Αντ 'αυτού, τα υλικά της εργασίας του μηχανικού είναι ηλεκτρόδια και σύρματα, LED και αισθητήρες pH.
Η Ranasinghe είναι ένας από τους κορυφαίους ερευνητές στον κόσμο στην προσομοίωση ηλεκτρικής γεύσης, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά εργαλεία για να ξεγελάσει τη γλώσσα να βιώνει γεύσεις που δεν υπάρχουν εκεί. Χρησιμοποιήστε τα χτενισμένα με ηλεκτρόδιό του τσιπ για να φάτε κρεμώδη, αλμυρά πατάτες. Εκτός από το γεγονός ότι δεν είναι αλατισμένα - η γεύση της αλμυρότητας προέρχεται εξ ολοκλήρου από το ρεύμα στα ξυλάκια. Σιγουρέψτε την κίτρινη λεμονάδα από ένα ποτήρι. Στην πραγματικότητα δεν είναι λεμονάδα καθόλου, αλλά απλό κίτρινο χρώμα νερού με LED, η οξύτητα είναι αποτέλεσμα ηλεκτρικού ρεύματος που τρέχει μέσα από το κύπελλο. Γλείψτε ένα "Εικονικό Lollipop" και ανακαλύψτε τι γεύση αισθάνεται η ιδιαίτερη βιοχημική μακιγιάζ σας - μπορεί να είναι ξινή, γλυκιά, αλμυρή ή ακόμα και πικρή. Σε κάθε περίπτωση, δεν υπάρχει πραγματικό φαγητό, μόνο ηλεκτρόδια αργύρου.
"Μου αρέσει φαγητό", λέει ο Ranasinghe. "Αλλά η δυνατότητα ελέγχου της γεύσης είναι αυτό που μου ενδιαφέρει και πραγματικά ενθουσιασμένος".
Η έρευνα της Ranasinghe περιλαμβάνει τον έλεγχο των αισθήσεων γεύσης μέσω της ηλεκτρικής ενέργειας, του χρώματος, της θερμότητας και της μυρωδιάς. Προβλέπει ένα μέλλον όπου οι προσομοιούμενες προτιμήσεις θα μπορούσαν να είναι μέρος εμπειριών εικονικής ή επαυξημένης πραγματικότητας, ένα άλλο βήμα προς μια ολοκληρωμένη πλασματική πραγματικότητα.
Αρχικά από τη Σρι Λάνκα, η Ranasinghe έχει ένα ιστορικό τόσο στην ηλεκτρολογία όσο και στην επιστήμη των υπολογιστών. Όταν έφτασε στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης για να κάνει το διδακτορικό του, ενδιαφερόταν να βρει έναν τρόπο να φέρει τις αισθήσεις πέρα από την όραση και τον ήχο σε εικονική πραγματικότητα. Όταν συνειδητοποίησε ότι υπήρξε πολύ λίγη έρευνα για ηλεκτρικά προσομοίωση γεύσεων, η πορεία του ήταν καθορισμένη.
"Αρχικά δεν είχα ιδέα πώς να το κάνω αυτό", λέει. "Εκτός αν έχετε μια σειρά από χημικά και τα βάζετε στο στόμα του χρήστη. Αλλά αυτό δεν ακούγεται ψηφιακά. Ήμουν αποφασισμένη να βρω κάτι εντελώς ηλεκτρικό ή εντελώς ψηφιακό. "
Η Ranasinghe βρήκε μερικά χαρτιά από τη δεκαετία του 1970 που περιγράφουν χρησιμοποιώντας ασημένια σύρματα για να διερευνήσουν την οργάνωση του συστήματος γεύσης. Οι συμμετέχοντες στη μελέτη ανέφεραν ότι είχαν ξινή ή αλμυρή αίσθηση γεύσης όταν τα καλώδια τοποθετούνται στις γλώσσες τους. Αυτό έδινε νόημα, ο Ranasinghe γνώριζε, καθώς οι ξαφνικές και αλμυρές αισθήσεις ανιχνεύονται μέσω διαύλων ιόντων.
Οι άλλες πρωταρχικές γεύσεις - γλυκές, πικρές και umami - είναι πιο δύσκολο να προσομοιωθούν. Είναι δυνατό, ανακάλυψε ο Ranasinghe, να δημιουργήσει μια μικρή αίσθηση γλυκύτητας μέσω της θερμικής διέγερσης - εκθέτοντας τη γλώσσα σε εναλλασσόμενες ζεστές και χαμηλές θερμοκρασίες. Η θέρμανση και η ψύξη μπορούν επίσης να προσομοιώσουν τις αντιλήψεις για πικάντικο ή κρύο, όπως το αίσθημα του πιπίλισμα ενός νομισματοκοπείου.
"Η πρόκληση με τη θερμική διέγερση είναι ότι πρέπει να βρούμε αυτούς τους μηχανισμούς θέρμανσης και ψύξης και πρέπει να χρησιμοποιήσετε αυτά τα ογκώδη θερμότητα [για να θερμάνετε το υγρό]", λέει. "Δεν είναι εύκολο."
Μια άλλη πρόκληση αφορούσε το umami - η γεύση της απόλαυσης που βρέθηκε άφθονα σε τρόφιμα όπως τυρί παρμεζάνα, ντομάτες, φύκια και σάλτσα σόγιας. Ο Ranasinghe διαπίστωσε ότι, ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι μπορούσαν εύκολα να περιγράψουν όταν κάτι ήταν "αλμυρό" ή "γλυκό", είχαν ελάχιστο λεξιλόγιο για την περιγραφή του umami. Φοβούμενος αυτό θα έκανε τη συλλογή δεδομένων εξαιρετικά δύσκολη, αποφάσισε να επικεντρωθεί σε άλλα γούστα.
Τελικά, ο Ranasinghe είχε αρκετές πληροφορίες για να βγάλει από το εργαστήριο την τεχνολογία προσομοίωσης γεύσης. Για να γίνει αυτό, αποφάσισε να ενσωματώσει την τεχνολογία σε συνηθισμένα σκεύη-ξυλάκια, κύπελλα, ποτήρια κοκτέιλ.
«Όταν χρησιμοποίησα δύο ηλεκτρόδια αργύρου, οι άνθρωποι δίσταζαν να τα βάλουν στο στόμα τους», λέει.
Έχει πειραματιστεί με προσομοιωμένη αλμυρότητα με το να καταναλώνουν οι κάτοχοι πατάτες με ηλεκτρόδια που είναι ενσωματωμένα στο ηλεκτρόδιο. Ενώ τα chopsticks γενικά δεν είναι το σκεύος επιλογής για το τσάι που τρώει πατάτα, διαπίστωσε ότι οι χρήστες τείνουν να γλείφουν τις κολλώδεις πατάτες από τα chopsticks, εξασφαλίζοντας ότι οι γλώσσες τους ήρθαν σε επαφή με τα ηλεκτρόδια. Ένα μπολ με σούπα ενσωματωμένο σε ηλεκτρόδια χρησιμοποιήθηκε για να ενισχύσει την οξύτητα της αραιωμένης σούπας miso, υπό την προϋπόθεση ότι οι δοκιμαστές έπιναν τη σούπα ιαπωνικού στυλ, το στόμα στο χείλος.
Από εδώ, ο Ranasinghe και η ομάδα του - πρώτα στο Κέι-Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης (CUTE), και τώρα στο εργαστήριο Multisensory Interactive Media (MIM) του Πανεπιστημίου του Maine - διακλαδίζονται για να διερευνήσουν πώς ο συνδυασμός άλλων ερεθισμάτων θα μπορούσε να αλλάξετε την εμπειρία γεύσης και γεύσης. Δημιούργησαν ένα "Vocktail" (σύντομο για το "εικονικό κοκτέιλ") - ένα γυαλί μαρτίνι με ηλεκτρόδια, φυσίγγια με άρωμα και ένα LED. Ο πότης μπορεί να ελέγξει την οξύτητα ή την αλάτι του ποτού στο ποτήρι με τα ηλεκτρόδια, μπορεί να προσθέσει διαφορετικά αρώματα όπως σοκολάτα, μέντα, φράουλα ή μπανάνα και μπορεί να αλλάξει το χρώμα με το LED. Οι χρήστες θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα ξινό, πράσινο χρώμα mojito μέντα ή ένα αλμυρό-ξινό κόκκινο χρώμα φράουλα margarita. Όλα έξω από καθαρό νερό.
Υπάρχουν πολλές πιθανές εφαρμογές πραγματικού κόσμου για την τεχνολογία, λέει η Ranasinghe. Κατ 'αρχάς, υπάρχει η υγειονομική γωνία: οι τεχνολογίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να μειώσουν το αλάτι ή τη ζάχαρη στη διατροφή τους, ξεφορτώντας τους γευστικούς πόρους. Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει εκείνους με μειωμένη ικανότητα για ασθενείς με χημειοθεραπεία, για παράδειγμα, ή για τους ηλικιωμένους - να απολαύσουν πάλι το φαγητό. Δεύτερον, οι γευστικές οικίες-εταιρείες που αναπτύσσουν και παράγουν αρώματα για τη βιομηχανία τροφίμων και ποτών, θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν έναν προσομοιωτή γεύσης για να δώσουν άμεση ανατροφοδότηση στον δοκιμαστήριο για τα προφίλ γεύσης (ποτό πάρα πολύ ξινή; Το τρίτο έχει να κάνει με την εικονική ή την επαυξημένη πραγματικότητα: πόσο θα ήταν καλό να γευτείς πραγματικά μια φέτα κέικ καθώς περιπλανιέσαι σε μια εικονική αναπαλαίωση ενός βιεννέζικου ζαχαροπλαστείου του 19ου αιώνα; Ή μπορείτε να πιείτε ένα λαμπερό φλιτζάνι αλλοδαπός grog καθώς εξερευνούμε έναν μακρινό πλανήτη;
Ο Matthias Harders, συν-συγγραφέας του βιβλίου " Εικονική πραγματικότητα στην ιατρική", θεωρεί ότι η τεχνολογία γεύσης που ενσωματώνεται στο VR θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μία ημέρα για να βοηθήσει στη θεραπεία των διατροφικών διαταραχών.
"Αλλά η τεχνολογία είναι ακόμα πάρα πολύ απλή για να δείτε ένα σαφές όφελος στην ιατρική", λέει.
Οι Harders πιστεύουν ότι θα δούμε την τεχνολογία οσμής ενσωματωμένη στην εικονική πραγματικότητα πολύ νωρίτερα από την τεχνολογία γεύσης. Ορισμένες κινηματογραφικές αίθουσες υψηλής τεχνολογίας, επισημαίνει, χρησιμοποιούν ήδη τεχνολογία οσμής για να βελτιώσουν τις εμπειρίες των θεατών (τα θέατρα έχουν χρησιμοποιήσει την οσμή για σχεδόν 100 χρόνια, από την αρωματοποιία κατά τη διάρκεια ενός ρομαντικού παιχνιδιού στην περίφημη μυρωδιά-o -Vision της δεκαετίας του 1960).
Ο Adrian David Cheok, καθηγητής υπολογιστών στο City University του Λονδίνου, ο οποίος εργάζεται για προσομοίωση γεύσης, συμφωνεί.
"Μας μυρίζει πραγματικά το φαγητό μας", λέει. "Μακροπρόθεσμα θα είναι πιο σημαντικό να προσομοιωθεί η μυρωδιά".
Ο Cheok, ο οποίος υπήρξε σύμβουλος διδάκτορας του Ranasinghe, φαντάζεται ότι δουλεύει όπως του και το Ranasinghe του μπορεί να συνδέσει τους ανθρώπους με απροσδόκητους τρόπους. Οι άνθρωποι που ζουν μακριά από την οικογένεια δημιουργούν μερικές φορές το Skype ενώ τρώνε, λέει, να «μοιράζονται» δείπνο με τους αγαπημένους τους. Αλλά τι θα μπορούσαν να μοιραστούν τη μυρωδιά και τη γεύση; Η τεχνολογία της γεύσης και της οσμής θα μπορούσε επίσης να αποτελέσει βοήθημα μάθησης σε σχολεία ή μουσεία, λέει.
"Φανταστείτε ότι θα μπορούσατε επίσης να δοκιμάσετε και να μυρίσετε τα τρόφιμα που οι άνθρωποι έτρωγαν στην αρχαία Ρώμη", λέει.
Αν και ο Cheok λέει ότι η τρέχουσα εργασία για προσομοίωση γεύσης είναι μάλλον περιορισμένη, υπάρχουν μερικοί ερευνητές εκτός από τον εαυτό του και τον Ranasinghe. Ιαπωνικοί ερευνητές ανέπτυξαν έναν προσομοιωτή τροφής που ταιριάζει στο στόμα, επιτρέποντας στον χρήστη να αισθάνεται την αίσθηση του μασήματος ενώ ένα ηχείο στο αυτί παράγει ταυτόχρονα τους κατάλληλους θορύβους (τραγάνισμα αν θέλετε να μασήσετε μια κροτίδα, για παράδειγμα). Ταυτόχρονα, το ακροστόμιο σκουπίζει σε μικροσκοπικά αεριωθούμενα χημικά για να αντιπροσωπεύει τα πέντε βασικά γούστα. Μια άλλη συσκευή, το TasteScreen του 2005, χρησιμοποιεί χημικές γευστικές κασέτες για να παραδώσει γεύσεις σε οθόνη υπολογιστή. Δημιουργήθηκε από έναν σπουδαστή βαθμού Stanford, επιτρέπει στους χρήστες να γλύφουν κυριολεκτικά την οθόνη για να δοκιμάσουν αυτό που βλέπουν.
Θα χρειαστεί πολύ περισσότερο από την τόνωση των γευστικών δοκιμασιών (ή την εκτόξευση χημικών ουσιών σε οθόνη υπολογιστή) για να αναδημιουργήσετε τη γεύση του πραγματικού φαγητού από το μηδέν. Ενώ το ξινό, το γλυκό, το αλμυρό, το πικρό και το umami είναι γεύσεις που ανιχνεύονται από τη γλώσσα, η εμπειρία της κατανάλωσης περιλαμβάνει γεύση και αίσθηση στο στόμα επίσης. Γεύση - σκεφτείτε τη φρυγμένη, φρουτώδη ή λουλουδική - περιλαμβάνει την αίσθηση της όσφρησης και η υφή (κρεμώδη, τραγανά, μασώμενα) αφορά την αίσθηση της αφής μας.
Το μελλοντικό έργο του Ranasinghe περιλαμβάνει όλα αυτά. Ενδιαφέρεται να χρησιμοποιεί οσφρητική και απτική τεχνολογία για να ενσωματώσει τη μυρωδιά και την αφή στις εμπειρίες γεύσης VR. Φανταστείτε να πίνετε "καφέ" σε ένα εικονικό γραφείο, ενώ το άρωμα του καφέ είναι καλυμμένο μέσα και οι αισθητήρες αφής σας δίνουν την αίσθηση της ταλάντωσης της πραγματικής ζάχαρης στην κούπα σας, η οποία φυσάει θερμό αέρα στα ρουθούνια σας για να νιώσετε σαν ατμός.
Ήχοι σαν μαγεία;
Όπως δήλωσε ο Willy Wonka: "Η εφεύρεση, αγαπητοί μου φίλοι, είναι 93 τοις εκατό εφίδρωση, ηλεκτρισμός 6 τοις εκατό, 4 τοις εκατό εξάτμιση, και 2 τοις εκατό βουρτσάκι κυματισμός".
Στην περίπτωση της Ranasinghe, είναι πιο βαρύ για την ηλεκτρική ενέργεια, αλλά όχι λιγότερο εφευρετική.
