编辑 | 萝卜皮
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e-Taste
让远程玩家沉浸在虚拟美食体验中
人机界面 (HMI) 因其在虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR) 中的潜在应用而备受关注。通过将交互式虚拟环境与现实世界融合，这些系统集成了信号输入和驱动以增强用户体验。
然而在这一领域，现有的味觉界面远远落后于基于视觉和听觉的 VR/AR 界面。有必要建立一个能够实现精确和数字控制的味觉的框架。
这个被称为「e-Taste」的界面改变了这一现状，它是由美国俄亥俄州立大学、大连理工大学的合作团队开发的味觉感知系统。e-Taste 使用传感器和无线化学分配器的组合来实现远程味觉感知。
这些传感器可以识别葡萄糖和谷氨酸等分子——这些化学物质代表甜、酸、咸、苦和鲜五种基本味道。一旦通过电信号捕获，这些数据就会通过无线方式传送到远程设备进行复制。
该研究以「A sensor-actuator–coupled gustatory interface chemically connecting virtual and real environments for remote tasting」为题，于 2025 年 2 月 28 日发布在《Science Advance》。
「在目前的 VR 和 AR 领域，化学维度相对较少，尤其是当我们谈论嗅觉和味觉时。」这项研究的合著者、俄亥俄州立大学材料科学与工程系助理教授 Jinghua Li 说，「这是一个需要填补的空白，我们使用新系统开发。」
图示：e-Taste 系统概述，包括工作原理、数据传输方案和关键功能单元。（来源：论文）
具体来说，它通过物联网 (IoT) 策略以化学方式连接物理上相距遥远的空间，并实现远程品尝。通过结合材料、设备、软件和硬件，该系统提供了一个统一的化学平台，能够促进数字管道连接物理上相距遥远的现实空间中的人类。主要组件是一个定量、局部、可定制且易于控制的液体输送系统，使用电磁 (EM) 驱动。
TA 的味觉界面灵活设计可以更好地与人体融合，与传统笨重的替代品相比，安装起来毫不费力。当用户从事复杂的任务（例如下一代 VR/AR 应用或生物医学研究）时，这尤其有利。
与现有的味觉界面相比，这一味觉界面解决了非侵入式实施、空间定位能力、混合功能和传感器-执行器耦合方面的局限性。操作传感器-执行器耦合系统的关键步骤和原理主要包括味觉信息捕获和编码、波形控制的信号解码、味觉物质从水凝胶中扩散以调节浓度，以及根据 Stevens 幂律产生味觉以引起用户感知。
通过数据处理模块耦合，关键演示器「e-Taste」包含两个关键功能组件：（i）捕获目标系统中的味道化学物质的传感平台，为远程控制和指令提供信息；（ii）通过微流体接口输送可食用味道化学物质的 EM 驱动系统。
驱动组件专注于一类基于水凝胶的电响应界面，用于数字控制化学释放。该团队使用以下化学物质来代表五种基本味道：葡萄糖，甜味；柠檬酸，酸味；氯化钠，咸味；氯化镁，苦味；谷氨酸，鲜味。系统研究建立了设计原则并确定了传感、通信、驱动和交付方面的性能。
现场测试评估了人类受试者在数字食品共享和沉浸式游戏等实际应用中如何感知和参与由电子味觉促成的远程品尝体验。研究人员表示，通过加入更多其他味觉化学物质和传感/驱动模式，可以进一步推广这一概念和设备模型的应用场景。
结合传感功能，e-Taste 可以进一步促进与远距离领域的互动。在食品行业，e-Taste 可以实现经济高效的远程品尝，以改进食品和饮料配方。虚拟通信功能将促进全球合作和反馈。
根据此处报告的初步原型，直接的机会在于部署完全生物整合的味觉显示器，开展用户研究从而评估个人体验和社会接受度，以及结合其他操作模式来完成风味格式。
图示：对 e-Taste 的人类感知维度进行评估的现场测试结果。（来源：论文）
除了关注食品中的化学信号外，传感器和执行器之间用于信号编码、存储、传输和解码的数字耦合还扩展到其他场景，例如国防中的化学信息传递和医疗领域的药物管理。这些基础研究成果共同为开发新产品提供了沃土，使人类和其他生命系统能够在数字时代通过化学信号与世界互动。
Li 表示，这些结果为开拓新的 VR 体验提供了机会。同时，由于该系统具有空间定位能力，因此它有可能研究舌头的不同区域对同一溶液的反应，以及溶液强度和成分的变化如何影响人类感知。这些发现将有助于科学家更深入地了解大脑如何处理来自口腔的感觉信号。
接下来，研究人员的工作重点将是进一步缩小系统体积、提高系统与食物中产生味觉的不同化学化合物的兼容性。除了有助于打造更好、更具活力的游戏体验外，研究人员还指出，这项研究将有助于促进残障人士（如脑外伤患者、味觉丧失患者）在虚拟空间中的可访问性和包容性，也让味觉丧失问题引起了主流关注。
「这将帮助人们以前所未有的方式在虚拟空间中建立联系。」Li 说，「这个概念已经存在，这是成为虚拟宇宙一小部分的良好第一步。」
未来，谁不想在「元宇宙」线上聚会时尝尝网友家的蛋糕呢？
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4797
相关报道：
https://techxplore.com/news/2025-02-device-cake-virtual-reality.html
https://www.newscientist.com/article/2470348-electronic-tongue-could-let-you-taste-cake-in-virtual-reality/
