Thế giới thực tế ảo của mùi vị

Thiết bị “e-Taste” cho phép bạn nếm thử thức ăn trong thực tế ảo

Khi đeo tai nghe, một người bình thường có thể thoáng thấy việc thực hiện một ca phẫu thuật, tham quan Bảo tàng Louvre hoặc thậm chí bắt giữ người khác như thế nào. Tuy nhiên, một điều mà VR vẫn chưa thể làm được là mô phỏng trải nghiệm ăn trưa. Nhưng điều đó có thể thay đổi nhờ một thiết bị “giao diện vị giác tích hợp sinh học” mới có tên là “e-Taste”.

Một nhóm nhà nghiên cứu từ Đại học bang Ohio (Mỹ) tạo ra máy bơm điện từ nhỏ được kết nối với một kênh chất lỏng hóa học, khi được trộn theo đúng tỷ lệ - có thể xấp xỉ hương vị của cà phê, nước chanh, bánh ngọt và các loại thực phẩm và đồ uống khác. Chất lỏng hóa học mới chế tạo đó sau đó được đẩy qua một lớp gel. Cuối cùng, người dùng sẽ cảm nhận được hương vị như một chất lỏng nằm trong miệng họ.

Hình ảnh trên: e-Taste được đặt trên các phần khác nhau của lưỡi. Hình ảnh dưới: e-Taste được nhìn từ các góc độ khác nhau.

Sau đó, nhóm nhà nghiên cứu điều khiển từ xa cường độ cảm nhận được của lớp gel. Và trong khi một nhóm đối tượng thử nghiệm ban đầu là con người phải vật lộn để phân biệt chính xác giữa các cấu hình hương vị khác nhau, thì nghiên cứu cho thấy trải nghiệm nhà hàng bít tết VR trong tương lai có thể không quá xa vời như bạn nghĩ. Nhóm nhà nghiên cứu phân tích hương vị ở cấp độ phân tử. e-Taste bao gồm ba giai đoạn riêng biệt.

Giai đoạn đầu tiên sử dụng một bộ cảm biến để phân tích thực phẩm hoặc đồ uống và nhận dạng các phân tử phổ biến như glucose và glutamate, góp phần tạo nên hương vị độc đáo của thực phẩm hoặc đồ uống. Nhiều sự kết hợp khác nhau của các hóa chất này tương ứng với 5 vị cơ bản: ngọt, chua, mặn, đắng và umami. Sau khi mẫu được phân tích, hệ thống sẽ mã hóa dữ liệu và truyền dữ liệu không dây đến thiết bị e-Taste. Nhóm nhà nghiên cứu không cần phải ở cùng phòng hoặc thậm chí cùng tiểu bang để gửi dữ liệu hương vị này.

Trên thực tế, bài báo nêu chi tiết cách một nhà nghiên cứu tại California nhúng một miếng vá cảm biến vào một cốc nước chanh rồi gửi “hướng dẫn kỹ thuật số” tương ứng cho một đồng nghiệp đang vận hành thiết bị ở Ohio. Giai đoạn thứ hai của quy trình tập trung vào việc tái tạo hương vị mẫu ban đầu. Một máy bơm điện từ nhỏ chứa nhiều khoang chất lỏng chứa đầy các hóa chất tương ứng với mỗi cảm giác vị giác khác nhau. Những hóa chất này được kết hợp trong một “vùng trộn” theo tỷ lệ được quyết định bởi số phân tử ước tính có trong thực phẩm hoặc đồ uống mà nó đang cố gắng bắt chước.

Khi đạt được hương vị mong muốn, nhóm nhà nghiên cứu điều chỉnh thời gian của từng chu kỳ bơm để tăng hoặc giảm cường độ tổng thể của hương vị. Sau đó, hỗn hợp cuối cùng được chuyển thành dạng gel. Nước chảy qua gel mang hương vị vào miệng người dùng cuối. (Họ không nuốt hỗn hợp hóa học). Quy trình này cho phép người dùng cảm nhận được từng hương vị cụ thể ngay cả khi không có thực phẩm hoặc đồ uống thực tế nào liên quan.

Một cái miệng giả với những khối gel có phần mở rộng

Giáo sư Jinhua Li của Đại học Ohio và đồng tác giả nghiên cứu lưu ý rằng các kích thước hóa học vẫn “tương đối chưa được thể hiện đầy đủ” trong thực tế ảo và thực tế tăng cường. “Đó là khoảng trống cần được lấp đầy và chúng tôi đã phát triển nó thông qua điều này”, Li cho biết trong một tuyên bố. Đối tượng thử nghiệm là con người có thể phân biệt được cường độ hương vị. Nhóm nhà nghiên cứu thử nghiệm thiết bị mới của họ trên 10 tình nguyện viên và nhận được kết quả trái chiều. Về mặt tích cực, những người tham gia thử nghiệm phân biệt giữa các cường độ hương vị chua khác nhau với độ chính xác khoảng 70 phần trăm.

Tuy nhiên, các thử nghiệm ít thuyết phục hơn khi nhóm nhà nghiên cứu yêu cầu những người tham gia phân biệt giữa hương vị nhằm đại diện cho bánh, trứng chiên, cà phê và súp cá. Tuy nhiên, sự khác biệt đó không nhất thiết hoàn toàn là do hiệu suất kém của thiết bị. Ngay cả trong thế giới vật lý, hương vị vốn mang tính chủ quan. Những yếu tố như khứu giác, trí nhớ và tín hiệu thị giác có thể ảnh hưởng đến cách chúng ta cảm nhận thức ăn. Hai người có thể trải nghiệm hương vị của cùng một bữa ăn theo cách hơi khác nhau.

Li giải thích thêm: “Vị giác và khứu giác có liên quan rất lớn đến cảm xúc và trí nhớ của con người. Vì vậy, cảm biến của chúng tôi phải học cách nắm bắt, kiểm soát và lưu trữ tất cả thông tin đó”. Yizhen Jia, một nghiên cứu sinh tiến sĩ Đại học bang Ohio và là đồng tác giả đầu tiên của bài báo, tiết lộ quá trình thử nghiệm đã dẫn đến một số khoảnh khắc bất ngờ trong phòng thí nghiệm. Một số tình nguyện viên ngạc nhiên khi nếm được chất lỏng có vẻ giống cà phê chảy ra từ một thiết bị trông không giống một máy pha cà phê thông thường. Bản thân Jia cho biết có lúc anh tự cho mình liều axit citric cao hơn dự kiến trong một thí nghiệm và nhanh chóng nhận ra rằng họ cần phải giảm liều lượng xuống. Việc tìm ra lượng hóa chất phù hợp để thêm vào và trong bao lâu là một quá trình thử nghiệm liên tục.

Điều thú vị là đây không phải là nỗ lực đầu tiên đưa cảm giác vị giác vào VR. Năm 2024, một nhóm nhà nghiên cứu từ Đại học Thành phố Hồng Công đã phát triển một thiết bị cầm tay giống như kẹo que được thiết kế để giúp mọi người nếm được một số hương vị nhất định trong bối cảnh thực tế ảo. Thiết bị đó chứa các hóa chất có khả năng tạo ra 9 hương vị khác nhau. Khi một điện áp được áp dụng cho bề mặt giống như gel của nó, các hóa chất sẽ di chuyển lên trên dưới dạng chất lỏng và trộn với nước bọt của người dùng, tạo ra bản sao của trải nghiệm hương vị ảo mong muốn.

Các nhà nghiên cứu phát triển một hệ thống đeo được có khả năng tạo ra mùi hương trong thực tế ảo (Hình ảnh do trí tuệ nhân tạo (AI) tạo ra) .

Mang hương vị vào VR là điều mới mẻ, nhưng việc cố gắng thêm nhiều giác quan hơn vào phương tiện truyền thông đã có từ gần một thế kỷ trước. Vào những năm 1930, một số rạp chiếu phim thử nghiệm phun hương thơm vào không khí trong suốt quá trình chiếu phim. Sau đó, một giám đốc quảng cáo người Thụy Sĩ tên là Hans Laube tạo ra một hệ thống mới có tên là “Smell-O-Vision”, sử dụng một hệ thống ống phức tạp trong rạp chiếu phim phun mùi hương thơm trong một số thời điểm nhất định trong buổi biểu diễn.

Gần đây hơn, một nhóm nhà nghiên cứu từ Nhật Bản thiết kế một chiếc tivi tại nhà mà họ gọi là “màn hình ngửi” sử dụng viên gel phát ra luồng mùi hương bay hơi về phía người xem. Và Sony hé lộ một hệ thống trong tương lai mà họ đang nghiên cứu, nơi người dùng có thể bước vào một nền tảng hình khối được bao quanh bởi màn hình LED để chơi các trò chơi PlayStation mang tính biểu tượng như The Last Of Us. Ngoài trải nghiệm hình ảnh 360 độ, Sony cho biết người chơi cũng sẽ ngửi thấy từng khía cạnh của môi trường xung quanh.

Nhóm nhà nghiên cứu e-Taste tin rằng thiết bị của họ cũng có thể có ứng dụng ngoài trò chơi điện tử. Về mặt lý thuyết, công nghệ này một ngày nào đó cho phép người dùng nếm thử các mặt hàng ảo trước khi đặt hàng. Chuyên gia y tế cũng có thể sử dụng thiết bị này để đánh giá từ xa xem bệnh nhân có mất một số khía cạnh vị giác nhất định hay không, đây có thể là dấu hiệu sớm của bệnh tật. Ngoài ra, thiết bị này giúp đóng vai trò hỗ trợ trong việc đưa lại cảm giác vị giác cho những người mắc một số rối loạn thần kinh hoặc bệnh tật, chẳng hạn như COVID kéo dài, khiến khả năng nếm thức ăn của họ bị suy giảm. “Khái niệm này đã xuất hiện và đây là bước khởi đầu tốt để trở thành một phần nhỏ của siêu vũ trụ”, Li nói.

Thiết bị đầu tiên trong hai thiết bị là một loại miếng dán được thiết kế để đeo ngay dưới mũi.

Một chiếc mặt nạ mới bổ sung mùi thực tế vào VR

Những nỗ lực trước đây nhằm đưa mùi vào VR thường sử dụng bình xịt hoặc bình phun, khiến thiết bị trở nên cồng kềnh hơn, chưa kể đến các yêu cầu vệ sinh phức tạp hơn.

Tuy nhiên, một nhóm nhà khoa học từ Đại học Beihang và Đại học Thành phố Hồng Công gần đây công bố một báo cáo trên tạp chí Nature Communications nêu chi tiết phương pháp tích hợp mùi vào công nghệ VR hiện có. Thiết bị đầu tiên trong hai thiết bị là một loại miếng dán được thiết kế để đeo ngay dưới mũi của bạn, trong khi thiết bị thứ hai trông giống như một chiếc mặt nạ mềm hơn. Nhưng về cơ bản, cả hai đều có cùng chức năng - một điện trở cảm biến nhiệt độ điều khiển một bộ phận làm nóng và bộ phận làm nóng này làm nóng sáp parafin có mùi để cung cấp cho người dùng một số mùi hương (2 mùi cho miếng dán mũi và 9 mùi cho mặt nạ). Khi thời gian ngửi kết thúc, các cuộn cảm ứng từ sẽ quét nhiệt ra khỏi khuôn mặt, thổi bay hiệu quả sáp có mùi.

Jas Brooks, ứng viên tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm tích hợp máy tính-con người của Đại học Chicago, người đã nghiên cứu về giao diện hóa học và mùi, bình luận: “Đây là một sự phát triển khá thú vị. Nó giải quyết một vấn đề cốt lõi về mùi trong VR: Làm thế nào để chúng ta thu nhỏ nó, làm cho nó không lộn xộn và không sử dụng chất lỏng?”.

Các tác giả đã có thể tạo ra tổng cộng 30 mùi hương khác nhau, từ hương thảo mộc đến hương dứa trái cây đến bánh kếp nướng ngọt. Họ thậm chí còn đưa vào một số mùi hương không mấy dễ chịu, ví dụ như mùi sầu riêng. 11 tình nguyện viên phát hiện ra những mùi hương đó với tỷ lệ thành công trung bình là 93%. Nhóm tác giả hy vọng thiết bị này có thể khiến VR trở nên chân thực hơn. Nhưng nó cũng giúp những người ở xa nhau về mặt vật lý cảm thấy gần gũi hơn.

Thiết bị thứ hai trông giống như một chiếc mặt nạ mềm.

Tác giả và nhà khoa học tại Đại học Thành phố Hồng Công Xinge Yu hy vọng thiết bị này có thể giúp các gia đình hoặc cặp đôi cảm thấy gần gũi nhau hơn bằng cách tạo ra mùi hương chung: “Về mặt giải trí, người dùng có thể trải nghiệm nhiều môi trường ngoài trời khác nhau với nhiều mùi hương thiên nhiên khác nhau tại nhà bằng VR”.

Trong bối cảnh sức khỏe, việc sử dụng công cụ có thể ngửi được có thể giúp sắp xếp lại trí nhớ cho những người bị suy giảm nhận thức, hoặc thậm chí giúp mọi người cải thiện khứu giác sau khi mất tạm thời do một căn bệnh. Nhưng trước khi bất kỳ điều nào trong số đó xảy ra, nhóm nhà nghiên cứu có kế hoạch làm việc để thu nhỏ kích thước của các công cụ và thậm chí cải thiện khái niệm về vị giác tiếp theo.

Trang Thuần (Tổng hợp)