在虚拟现实中闻到草莓气息、体会烟雾弥漫、感受空间

Robert LiKamWa副教授和Christy Spackman助理教授的研究团队正致力于让虚拟现实为现实社会服务。想用虚拟现实闻到污染的水，或用虚拟现实探究未来太空殖民者可能遇到的环境。

照片由Alireza Bahremand提供

多年来，公众对虚拟现实的热情高涨。电影《头号玩家》诠释了虚拟现实的种种可能。亚利桑那州立大学研究员罗伯特·利坎瓦（Robert LiKamWa）现在想让虚拟现实更加贴近用户的生活。

身为艺术、媒体和工程学院的副教授，Ira A.Fulton工程学院的电气、计算机和能源工程学院的助理教授，LiKamWa领导了一支亚利桑那州立大学各系学生和教师组成的多学科团队，用虚拟现实感受环境敏感的气味不仅仅是为了娱乐。LiKamWa和他的团队看到了虚拟现实在各种场景中的价值：气味代表着重要信息，发挥着很大的情感作用。虽然早就有人致力于此，但ASU团队正在通过研究一些元素来增强虚拟现实对气味的体验，根据用户与气味的距离结合不同强度的气味，模拟环境中可能存在的多种气味。

亚利桑那州立大学“新空间计划”前研究主任Tanya Harrison负责领导“气味引擎”项目，成立该项目的初衷是把气味纳入太空探索应用的虚拟现实训练中。亚利桑那州立大学生命科学学院布莱恩·史密斯教授的受托人说“当Tanya第一次打电话给我说想了解外层空间的气味时，我想‘这也太新奇了，必须同意’。”

Harrison与LiKamWa和Smith一起组建了团队，团队中的成员还有亚利桑那州立大学生命科学学院的研究副教授Richard Gerkin、亚利桑那州立大学艺术、媒体与工程学院和亚利桑那州立大学社会创新未来学院的助理教授Christy Spackman、以及电气工程博士生Jessica Lai和计算机工程博士生Alireza Bahremand。“数字气味无处不在，通过扩展数字媒体工具箱增强了人们的不同情绪，增进了人们对真实事物的感知，让人们受益。”—电气工程博士生Jessica Lai

2019年，Harrison离开亚利桑那州立大学，加入NewSpace商业合作伙伴Planet担任战略科学计划总监，推动项目发展。

LiKamWa的增强和虚拟现实研究实验室the Meteor Studio负责项目的大部分工程工作。Lai和Bahremand也是实验室的成员。LiKamWa和Spackman合写了一份拨款提案，获得了国家科学基金会85万美元资助。研究使团队开发的原型平台用于测试。LiKamWa表示：“项目进行了跨学科合作，把博士生的软件和硬件工程专业知识与Brian Smith博士和Rick Gerkin博士对嗅觉系统的丰富理解相结合，这很令人兴奋。更重要的是，从Spackman博士的社会文化视角下看这种合作关系，探讨嗅觉与食物、水、教育和培训之间的作用关系，让合作具有更广泛的研究适用性。”

《气味引擎：虚拟环境中人工气味合成系统》由Bahremand主笔，IEEE出版，介绍了气味引擎的工作原理。Bahremand说:“这几年我参加会议、查阅有关嗅觉显示器的相关文献了解了该软件，研究期间发现我们要设计一个能够在虚拟环境中实时计算和传递嗅觉的硬件软件框架。” 技术使用了嗅觉测量系统，把设备放到用户的鼻子上传递气味。LiKamWa负责该项目的工程设计，监督向用户提供气味所需的硬件和软件的开发；Spackman负责系统未来在教育应用中的使用开发的相关培训材料。

团队面临着解决如何混合不同的化合物来重现现实世界中气味的问题。而Lai在解决此问题方面发挥了重要作用，分析了虚拟现实技术，准确表现不同新鲜程度的草莓所散发的不同气味。Lai说：“情绪是人类思维和行动的基础，嗅觉可以唤起人们的情绪并增强人们的情绪。无处不在的数字气味可以通过扩展数字媒体工具集来增强人们的不同情绪、增强对真实事物的感知力，让人们受益。” 除了准确地表现气味，Smith对气味生物学的理解也有助于项目的顺利进行。他指出，真实环境中有很多因素都在起作用，要了解环境中的湍流气味以及不同区域气味的强烈程度，嗅觉引擎要对所有这些进行复制。由于“嗅觉引擎”旨在混乱的环境中准确地复制气味，Smith产生了一些设想：教育消防员需要保持警惕的危险、未来太空员在火星上可能嗅到的气味。

Spackman发现“气味引擎”还可以训练人们知道水的味道。她说，人们选择喝瓶装水而不喝自来水主要是因为怀疑市政供水系统的安全性，人们也不喜欢自来水的味道。她希望在虚拟现实中添加气味，帮助那些从事水管理工作的人识别水污染。Spackman说：“训练那些工作与用水密切相关的人，加快他们的工作速度，这可能会产生很大的影响。”

除了应用于教育，团队还设想将气味应用于虚拟现实，例如：游戏和电影。

* 原新闻链接地址：https://fullcircle.asu.edu/research/smelling-strawberries-smoke-and-space-in-virtual-reality/