北航、香港城大联合展示AR/VR可穿戴式气味发生器
为VR带来一种缺失的感官体验：嗅觉
（映维网Nweon 2023年05月10日）从Feelreal到Vaqso VR和OVR Technology，从美国西北大学到新加坡国立大学，再从Meta到索尼，行业和社区一直在尝试为VR带来一种缺失的感官体验：嗅觉。日前，同样有在积极探索VR领域的北京航空航天大学联手香港城市大学展示了一种可穿戴式气味发生器。
作为典型的五官之一，嗅觉在塑造人类生活中发挥着至关重要的作用。例如，嗅觉可以帮助我们建立母亲和孩子之间的关系，挑选喜欢的食物，并得到危险的警告。随着化学、生物学和神经科学的巨大进步，气味检测（气体传感器）的研究已经扩展到通过传统的刚性电子器件和新型的柔性传感电子器件实时解码极低浓度气味混合物的成分。
但北京航空航天大学和香港城市大学认为，当前的气味发生器的远远落后于基于视觉/听觉的VR设备的发展，并极大地限制了它们的应用领域。
所以，团队探究了一种能够创建个性化和本地化气味环境，同时可以避免气味干扰和气味切换的长响应时间的可穿戴格式气味发生器。
在相关论文中，研究人员提出了一组用于无线控制嗅觉接口的材料选择、设备设计、集成方案和系统布局，并最终把毫米级气味发生器阵列集成在薄、软和柔的电子产品之中，而且这是完全可编程的嗅觉界面，可提供一系列不同的气味选择。
他们给出了两种格式选择：第一种直接贴在鼻孔下方的皮肤；另一种是口罩形态。前者可以产生两种气味，而后者最多可以产生九种气味。两种发生器都含有香味蜡，可以在大约1.44秒内加热，从而在局部区域释放所需的味道。
直接贴在鼻孔下方的皮肤的贴片式组件
口罩形态组件
作为嗅觉界面关键元件的气味发生器基于多层堆叠，它主要包括：
- 一层与各种安全液体香料混合的食品级石蜡作为气味产生源；
- 基于聚酰亚胺的热致动器，其具有热敏电阻作为用于熔化和固化气味石蜡的温度可控热源；
- 基于铜线圈和永磁体之间的电磁感应的悬臂结构的机械致动器，其主要用于热管理/散热。作为说明，提升或向下推动悬臂可以加热或冷却由嵌入式热敏电阻监测的热致动器的温度。
另外，作为气味发生器外壳的柔软硅树脂方形框架不仅为机械致动器提供了足够的空间，使其与热致动器一起上下移动，而且令整个气味发生器足够柔软，能够安装在人体皮肤（上唇）之上。
这种小型化特征使其能够形成具有不同味道的大阵列气味发生器，而且气味类型可以通过其框架颜色来区分。例如，基于深色的气味发生器可以象征更刺鼻的气味，如薄荷糖和柠檬等。
相关论文：Soft, miniaturized, wireless olfactory interface for virtual reality
实验共招募了11名志愿者（4名男性和7名女性），而团队进行了广泛的电气性能实验、理论研究和稳定性测试，确保了在各种意外情况下稳定灵敏的气味供应。研究人员目前尝试了30种不同的气味，包括迷迭香、莫吉托、煎饼、菠萝、生姜和榴莲等等。通过这种方式，VR体验的沉浸感将会大大增强。
当然，北京航空航天大学和香港城市大学将继续对系统进行的改进，因为当用户需要频繁切换气味类型时，长气味停留时间可能会导致长的延迟时间。为了解决这个问题，缩小整体尺寸并提高嗅觉系统的气密性将会油馊帮助。此外，更小尺寸的气味发生器可以实现更高通道的阵列。
他们总结道，这种完全可编程的嗅觉界面可通过嗅觉刺激提供用户和虚拟世界之间的交互，从而将VR/AR扩展到另一个维度。
