明治大学利用电泳原理研发出“虚拟味觉棒”

来源:电子工程专辑_新闻板块
现实生活中,我们的视、听、嗅、味、触觉,也一样是藉由感觉受器(眼、耳、鼻、口、皮肤)接受外在刺激后传输到大脑,产生出相对应的感觉。换句话说,只要能够给予受器相对应的感觉刺激,就能够让身体产生出近似相同的感官体验。或许不久的将来,明治大学教授宫下芳明的发明能让“舔屏尝味”变成现实。

  你是否曾经幻想,将来的手机观看美食节目时,可以闻到真实的味道,舔一下屏幕甚至可以尝到美味?其实这一原理在电影《黑客帝国》(The Matrix)中便有体现—— 计算机机械借着连接人类大脑的链接装置,创造出逼真的虚拟世界“母体”,看似真实的街道、服装、美食,让人无法分清眼前的世界到底是虚假还是真实存在的。

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  现实生活中,我们的视、听、嗅、味、触觉,也一样是藉由感觉受器(眼、耳、鼻、口、皮肤)接受外在刺激后传输到大脑,产生出相对应的感觉。换句话说,只要能够给予受器相对应的感觉刺激,就能够让身体产生出近似相同的感官体验。

  或许不久的将来,明治大学教授宫下芳明(Homei Miyashita)的发明能让“舔屏尝味”变成现实。

  神奇的五味“棒棒糖”

  宫下芳明开发出一种手持式“可舔屏幕”装备,放入嘴里时,可以重现与食物有关的所有味觉。装备通过控制 5 种不同的凝胶电解质,来控制 5 种基本口味的强度:酸、甜、苦、醎和鲜味。“鲜味”(Umami)这个鲜为人知的术语源自日语“令人愉悦的美味”一词,直到 1990 年才新增至五大基本味型。

  每种凝胶都是通过将五种不同的电解质(氯化钠,甘氨酸,氯化镁,柠檬酸和谷氨酸钠)溶解在少量水中,并制成单独的溶液而得到的高浓度混合物。还添加了食用色素以区分每种物质,包括黑色(氯化钠),红色(甘氨酸),棕色(氯化镁),黄色(柠檬酸)和粉红色(谷氨酸钠)。

  然后将加热的琼脂(一种从红藻获得的果冻状物质)添加到这些溶液中,将其插入直径6毫米的试管中,使其冷却并硬化成凝胶。在将铂丝电极插入直径为20毫米的棒状装置之前,先将其插入五种凝胶中的每一种中。味觉合成器包裹在铜箔中,铜箔充当阳极,而金属丝充当阴极,它们与人体接触一起形成电路。

  每条线的另一端连接到可变电阻器,该电阻器连接到中央控制器。

  利用电荷迁移传递味觉

  这项研究与之前所有刺激味觉研究不同的地方在于,味觉的产生过程采用电泳(Electrophoresis)原理,亦即微观粒子(Microscopic Particle)在电荷作用下的迁移。不是电刺激,也不涉及摄入溶液来传递味道。在不加电压的情况下,这支由 5 支凝胶管组成的装备一旦触碰舌头,受试者就同时会“尝到”5 种味觉。

  但是,随着施加不同测量电荷(在够低电压下运作并不会造成伤害),凝胶中的阳离子会向阴极侧移动并远离舌头,一些味道会变浓,另一些味道则会变淡。

  使用者不需将任何食物放进嘴里,不论是想要吃寿司还是软糖,要酸一点还是要甜一点都能一手操控。

  宫下特别比较味觉感测操作与在屏幕上的影像感测。我们的眼睛看到的美丽图像,实际上不过是一系列不断跳动的不同组合和强度的红、绿、蓝像素罢了。“就像使用 3 种基本色光产生任意颜色的光学显示器,”宫下在明治大学官网研究论文中指出:“本次研究采用的显示器,可合成和分配味觉传感器采集到的数据和任意味道。”

  他将此装备称为“寿司卷合成器”(Norimaki Synthesizer)。Norimaki(のりまき)是裹着海苔的寿司卷。

  宫下曾在一项实验,特别用海苔包裹合成器提高咸味和酸味,以便更接近寿司的口感,进而加强受试者的体验感受。宫下表示:“透过这种美味合成器,使用者即使不将任何食物放进嘴里,也能体验到从软糖到寿司等各种味道。”

  这个概念能为搭乘廉价航空的乘客带来极大的乐趣,例如,他们可以享受美味的虚拟牛排或冰淇淋圣代,既不会搞得乱七八糟,也不会感到麻烦。当然,一旦装备引进一般大众生活,早期试用者可能在拿出装备舔的时候,吸引邻座乘客好奇又错愕的目光。

  除了娱乐价值,“寿司卷合成器”有可能证明是致力体重管理人们的宝贵利器。不仅如此,一些必须限制盐分摄取量的高血压患者,也能在食用健康食物的同时,搭配可以提供虚拟醎味的美味合成器装备来增添美味口感。

  受到“嗅觉电影”启发

  宫下在论文摘要承认,他的兴趣受到中村宏美(Hiromi Nakamura)早期研究成果的启发,中村在 2011 年透过筷子、叉子和吸管发送的电荷创造人类无法完全用舌头感测到的味道,进而达成所谓“扩增味觉”(Augmented Gustation)。不论如何,这些在味觉方面的努力,不仅让人们回想起嗅觉方面的相关研究,即透过味道施加以增加受试者的嗅觉体验。

  1959 年,公关主任 Charles Weiss 在《长城背后》(Behind the Great Wall)首映会,打造出透过电影院空调系统散发青草、鞭炮、烧香、火把与马等气味的“香味电影”(AromaRama),但这番奇思异想的努力,却被《纽约时报》传奇影评人博斯利·克劳瑟(Bosley Crowther) 批评:“这种新奇的体验,只能当作噱头来看,艺术价值证明是零。”

  来年,发明家汉斯·劳伯(Hans Laube) 在电影《神秘气味》(Scent of Mystery)引进据说经过改良的“嗅觉与视觉传播”(Smell-O-Vision)系统,并宣称透过座椅下方管线吹送的新出炉面包、葡萄酒、海风或臭鼬等气味,增强这部惊悚片的效果。电影播放过程,某些气味为大银幕即将发生的剧情提供线索,例如每当杀手出现,就会飘出香烟味。但许多观众抱怨,特效气味会有分布不均或延迟飘散,且有些观众用力吸闻每种气味时还会发出令人分心的噪音。许多影迷和评论家认为,这部电影实在糟透了。著名喜剧演员 Henry Youngman 打趣说:“我看不懂这部电影,因为我感冒了。”

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