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Jun 26, 2023

Mit dem Virtual-Reality-System können Sie anhalten und die Rosen riechen

Ein drahtloses Gerät, das im Gesicht oder auf der Lippe getragen wird, kann Düfte erzeugen, z

Ein kabelloses Gerät, das im Gesicht oder auf der Lippe getragen wird, kann in einer virtuellen Welt Düfte wie Lavendel und grünen Tee erzeugen

Virtuelle Realität ist in der Unterhaltungsbranche bereits weit verbreitet und beginnt sich auch in Bereichen von der Bildung bis zum Gesundheitswesen auszubreiten. Doch während die Seh- und Hörschnittstellen extrem fortschrittlich sind und sich die Berührung oder „Haptik“ verbessert, fehlt in der virtuellen Welt ein wichtiger Sinn: der Geruchssinn.

Das könnte sich bald ändern. Der Ingenieur Xinge Yu von der City University of Hong Kong und seine Kollegen haben eine leichte, flexible und kabellose Geruchsschnittstelle entwickelt, die VR-Benutzern Gerüche wie Lavendel, Ananas oder grünen Tee präzise vermitteln und sie noch umfassender in duftende virtuelle Welten eintauchen lassen kann. „Durch das Einbringen von Gerüchen in VR wird es in eine andere Dimension erweitert“, sagt Yu. „Wir wollten etwas in einem tragbaren, in die Haut integrierten Format entwickeln, das Menschen überallhin mitnehmen und jederzeit verwenden können.“

Der Entwurf des Teams wurde in einem am Dienstag in Nature Communications veröffentlichten Artikel beschrieben. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Geruchsintensität kontrolliert werden kann. Eine Demonstration in der Studie bestand darin, die Intensität des Geruchs zu erhöhen, der entsteht, wenn eine Frau in einem vierdimensionalen Film eine Rose an ihre Nase hält.

Bildnachweis: Yiming Liu et al., Nature Communications

Frühere Geruchsschnittstellen verwendeten typischerweise Flaschen mit flüssigem Parfüm, einen Zerstäuber (ein Gerät, das Flüssigkeiten in einen feinen Nebel verwandelt) und eine Methode zum Ausblasen der zerstäubten Tröpfchen. Das funktioniert, aber es ist starr und hat eine begrenzte Betriebszeit zwischen den Nachfüllungen und ermöglicht keine einfache Steuerung der Intensität. Diese Nachteile haben dazu geführt, dass die Geräte für VR-Systeme weniger praktisch sind.

Das neue Design verwendet kleine mit Duftstoffen angereicherte Paraffinwachspads, die von einer Elektrode erhitzt werden, um einen Geruch freizusetzen. Ein temperaturabhängiger Widerstand oder Thermistor misst die Temperatur und steuert so die Intensität des Geruchs. Und eine magnetische Induktionsspule steuert eine Metallplatte, die die Wärme von der Elektrode wegleitet, um sie schnell abzukühlen und den Duft zu unterbinden. Arrays dieser millimetergroßen Geruchserzeuger sind in dünne, flexible Elektronikplatten eingebaut.

Die Studie beschreibt zwei unterschiedliche Geräteformate. Der erste ist so klein, dass er auf die Oberlippe eines Benutzers geklebt werden kann, enthält jedoch nur zwei Geruchsgeneratoren. Der zweite wird wie eine Gesichtsmaske getragen und hat neun. Beide sind mit einer Auswahl von 30 Düften anpassbar, darunter Gardenie, Karamell, Ingwer, Nelke, Mojito und Kokosmilch. Verschiedene Kombinationen können in unterschiedlicher Intensität gemischt werden, um eine Palette tausender möglicher Düfte zu schaffen.

Die Nähe zur Nase des Benutzers ermöglicht zusammen mit einer cleveren Technik Verzögerungen zwischen der Aktivierung und dem Empfang eines Geruchs von nur 1,44 Sekunden. Zerstäuber sind zwar schneller, aber ihnen fehlt die Kontrolle über die neuen Geräte und sie sind so klein, wie sie jemals sein werden, sagt Judith Amores, leitende Forscherin bei Microsoft Research und Forschungspartnerin am Massachusetts Institute of Technology, die studiert Geruchsschnittstellen für Gesundheitsanwendungen, war jedoch nicht an der Studie beteiligt. „Ein Vorteil dieses Systems besteht darin, dass es noch weiter miniaturisiert werden kann“, sagt sie. „Das ist das Spannende.“

Die Studie umfasst Demonstrationen möglicher Anwendungen, die über die bloße Erweiterung von VR hinausgehen, einschließlich der Vermittlung von Botschaften durch Gerüche und der Hervorrufung von Emotionen. Die Forscher vermuten, dass die Geräte sogar zur Linderung depressiver Verstimmungen oder zur Förderung des Erinnerungsvermögens bei Menschen mit altersbedingtem kognitivem Rückgang eingesetzt werden könnten. „Duft steht in direktem Zusammenhang mit den emotionalen und Gedächtnisbereichen des Gehirns, daher gibt es viele Anwendungen im Zusammenhang mit Wohlbefinden und Gesundheit“, sagt Amores. „Es könnte auch als eine Möglichkeit zum Riechtraining genutzt werden, um Menschen zu helfen, die aufgrund von COVID ihren Geruchssinn verloren haben.“

Die Forscher haben bereits damit begonnen, die Dinge weiter zu verkleinern. Sie haben ein System, das jetzt zwei- bis dreimal kleiner ist, und sie wollen es in Zukunft auf etwas fünf- bis zehnmal kleineres verkleinern. „Das ist der nächste Schritt“, sagt Yu.

Simon Makin ist ein freiberuflicher Wissenschaftsjournalist mit Sitz in Großbritannien. Seine Arbeiten wurden unter anderem in New Scientist, The Economist, Scientific American und Nature veröffentlicht. Er deckt die Lebenswissenschaften ab und ist auf Neurowissenschaften, Psychologie und psychische Gesundheit spezialisiert. Folgen Sie Makin auf Twitter @SimonMakin. Bildnachweis: Nick Higgins

Sam Martin

Claudia Wallis

Nsikan Akpan und PBS NewsHour

Christina Agapakis