Virtuální realita nové generace zapojuje další smysl
Technologie virtuální reality (VR) umožňují uživatelům vnímat vysoce realistická virtuální prostředí. Většina VR systémů se však spoléhá na vizuální a sluchové zážitky, zatímco jeden z nejsilnějších lidských smyslů – čich, který je silně spojen s pamětí, emocemi a vnímáním prostředí – zůstává v pozadí.
O pozoruhodné technologii, kterou vyvinul tým japonských výzkumníků v Institute of Science Tokyo, nedávno přinesl informace časopis IEEE Sensors Journal. Jde o vícekanálový nositelný displej vůní, který umožňuje uživateli ve virtuálních prostředích vnímat čichové zážitky a jejich synchronizací s obsahem virtuální reality a lepším ponořením do zobrazovaného prostředí.
Od obrazu a zvuku k čichovým prožitkům
Umožnit by to měla zařízení generující čichové vjemy. Vůbec prvním doloženým pokusem, jak umožnit divákům v kině zažít vůně, byl film Vůně tajemství z roku 1939, využívající systém nazvaný Smell-O-Vision. Ten uvolňoval vůně zpoza jejich sedadel načasované s konkrétními scénami. Jeho základem byl ručně ovládaný stroj poháněný stlačeným vzduchem, který byl však poměrně hlučný a rozptylování vůně v kině navíc poskytoval nerovnoměrné, což publikum příliš nenadchlo. Také pozdější zařízení s obdobnou funkcí, s nimiž experimentovali provozovatelé kin a zábavních center, ačkoli výsledky byly poměrně slibné, se potýkala s různými problémy. Většina těchto zařízení byla ale příliš velká na to, aby je bylo možné v uživatelsky přijatelné podobě integrovat do nositelných VR systémů, které se nyní těší značné popularitě.
Tým výzkumníků vedený profesorem Takamichim Nakamotem vyvinul vícekanálový nositelný čichový displej schopný generovat směs vůní v reálném čase. A jak vysvětluje Takamichi Nakamoto: „Chtěli jsme vytvořit systém, který by dokázal rychle reprodukovat složité vůně během pohlcujících virtuálních zážitků, proto jsme vyvinuli malý systém generování vůní, který může používat jeden uživatel a lze ho nosit společně s VR zařízením, takže může při prozkoumávání zažívat vůně, které odpovídají zobrazovanému virtuálnímu prostředí.“
Svět popsaný nosem
Jednou z klíčových vlastností zařízení je jeho schopnost směšovat a kombinovat více vůní a sladit je v reálném čase s VR displejem tak, aby odpovídaly obrazu na něm v reálném čase. Dokáže míchat až osm různých vonných složek současně v různých poměrech a úpravou jejich směšovacího poměru reprodukovat širokou škálu čichových vjemů. Výzkumníci toho dosáhli optimalizací metod pro dodávku a řízení vůní a zároveň omezením velikosti budicího obvodu.
Aby bylo toto přesné ovládání možné, tým v zařízení použil několik specializovaných komponent. Generování vůní zajišťuje mikrodávkovač uvolňující extrémně malé kapičky tekuté vůně spolu s atomizérem s povrchovou akustickou vlnou, který pomocí ultrazvuku přeměňuje kapičky kapaliny na jemnou mlhu, jíž lze snadno detekovat jako vůni. Pro přesné řízení množství vůně dodávané do mikrodávkovače v daném okamžiku začlenili do systému kromě toho i elektroosmotické čerpadlo (zařízení, které pohybuje kapalinami pomocí elektrických sil). Tyto komponenty společně zajišťují stabilní generování vůně s minimálními časovými mezerami.
Výzkumníci poté zařízení testovali měřením, jak přesně řídí koncentraci pachu a jak rychle generuje vůni a prostřednictvím několika experimentů optimalizovali systém tak, aby produkoval úrovně vůně vhodné pro lidské vnímání. Účastníci po testování uvedli, že přidané vůně výrazně zlepšily pocit přítomnosti ve virtuálním prostředí, a učinily ho realističtějším.
Zařízení bylo také předvedeno na několika mezinárodních konferencích, jejichž účastníci si tak mohli tuto technologii vyzkoušet. Podle autorů kombinace zpětné vazby založené na vůni s vizuálními a sluchovými podněty transformuje vnímání virtuálního prostředí, takže se zdá mnohem realističtější a poutavější. Vědci s těmito zařízeními vytvořili také virtuální obsah, aby uživatelé mohli navštívit různá místa a zažít jejich vůni pro realistický cestovní zážitek.
Tato technologie by mohla najít uplatnění v rozvoji realistických simulačních tréninkových a terapeutických programů pro stimulaci paměti a rehabilitace, a také otevírá nové možnosti pro vylepšenou digitální zábavu a technologie digitálních vůní. Vzhledem k tomu, že se technologie digitálních vůní neustále vyvíjí, představuje tato inovace významný krok k přiblížení multisenzorických virtuálních zážitků realitě.
Petr Sedlický
Foto: Institute of Science Tokyo / Takamichi Nakamoto
39
