如何在 VR 中使用超声波无化学物质诱导气味

超声波取代卡匣：在VR中无需化学物质唤起气味

研究人员开发了一种使用聚焦超声波刺激嗅球的方法，绕过了传统的化学气味源。这为无需消耗品的完全多感官虚拟现实铺平了道路。

VR嗅觉化学解决方案的问题

以往将气味整合到VR系统中的尝试依赖于物理释放芳香物质——通常通过含有液体或凝胶的卡匣。这种方法存在几个根本缺陷：

• 与将设备归类为电子烟类似物的法律限制；
• 需要不断更换消耗品，导致系统昂贵且不便；
• 气味缓慢降解导致感觉“交叉污染”；
• 由于载体物理性质，可用气味种类有限。

这些因素使得化学解决方案难以大规模采用，尤其是在商业VR平台背景下。

超声波刺激嗅球

这项新方法由一群研究人员（Lev Chizhov、Albert Jan-Huan、Thomas Ribeiro 和 Aayush Gupta）提出，基于非侵入性神经调控。设备产生一道聚焦超声波束，穿过颅骨组织，直接作用于嗅球——大脑中负责初步处理嗅觉信号的结构。

发射器放置在用户额头眉心处，使用致密凝胶垫确保声学接触和舒适感。当前原型需要手动固定，但其尺寸表明未来有可能集成到现有VR头显中。

“气味”与“感觉”的区别

在实验中，参与者报告了两种感知类型：

• 气味——一种明确定位的强烈感觉，可以像从物理源头一样“嗅闻”。它主要在主动吸气时发生。
• 感觉——一种弥散的、缓慢积累的印象，常伴随触觉效果（例如，脸上轻微刺痛），可能由于体感通路的交叉激活。

成功再现的气味包括：

• 富含氧气的新鲜空气；
• 分解有机废物的气味（描述为像水果皮放置几天）；
• 臭氧，空气离子发生器特有的气味；
• 营火烟味。

有趣的是，一些参与者产生了强烈的情感反应：其中一位研究人员闻到垃圾味时，立刻睁开眼睛，以为是真实信号（垃圾车来了）。

超声波方法的优势

新方法的关键技术和用户优势：

• 无需消耗品；
• 气味即时开/关，无残留效果；
• 能够通过编程调制超声波参数，创造广泛的嗅觉感觉谱系；
• 组件小型化后，与现有HMD（头戴显示器）潜在兼容。

此外，该方法无需将化学物质引入呼吸道，降低了过敏反应风险，并简化了监管审批。

与其他技术的比较

此前，东京科学研究所的工程师展示了一种基于微型分配器和表面声波（SAW）的嗅觉显示器。他们的系统可以实时混合多达八种基础气味，并精确控制强度。然而，它仍依赖物理载体，并面临与其他化学解决方案相同的限制。

超声波方法本质上不同：它不产生气味分子，而是直接刺激负责感知它们的神经回路。这使得该技术类似于TMS（经颅磁刺激），但具有更高的空间精度和更低的侵入性。

要点

• 超声波可在无需化学物质的情况下实现嗅觉感觉。
• 刺激通过额骨针对嗅球。
• 用户能区分“气味”（定位型）和“感觉”（弥散型）。
• 该技术有可能集成到商业VR头显中。
• 无消耗品或残留效果——相对于替代方案的关键优势。

— Editorial Team