Исследователи Университета Огайо представили технологию Scentronic, которая позволяет распознавать запахи, передавать их цифровые характеристики через интернет и воспроизводить аромат на другом устройстве. Разработка может найти применение в медицине, виртуальной реальности, парфюмерной и косметической индустрии, а также в ресторанном бизнесе и онлайн-торговле продуктами питания.

Система объединяет электронный нос, алгоритмы искусственного интеллекта и компактное устройство для воспроизведения запахов. Электронный нос оснащен шестью газовыми датчиками, которые реагируют на летучие органические соединения - вещества, формирующие запахи. Полученные сигналы анализируются алгоритмами машинного обучения, определяющими, к какой категории относится распознанный аромат.

В ходе испытаний исследователи использовали пять запахов: пива, торта, кофе, апельсина и красного вина. Алгоритм k-ближайших соседей (k-NN) правильно классифицировал все образцы в тестовой выборке. После распознавания данные передаются по Wi-Fi через облачную систему на удаленное устройство.

Как воспроизводится запах

На принимающей стороне специальный генератор превращает ароматическую жидкость в мелкодисперсный аэрозоль с помощью пьезоэлектрического распылителя. Таким образом, пользователь может почувствовать запах, который был распознан и передан с другого устройства. Авторы разработали несколько вариантов носимых и компактных устройств, в том числе в виде браслета, кулона и портативного прибора. Система также может работать с несколькими ароматическими каналами.

Важно, что через интернет передаются не сами молекулы запаха, а цифровые данные о распознанном аромате. На принимающем устройстве запах воспроизводится с помощью заранее подготовленных ароматических жидкостей. Поэтому технология пока не способна точно передавать любой запах или воспроизводить сложную композицию во всех ее нюансах.

От медицины до парфюмерии и ресторанов

Одно из возможных направлений применения Scentronic - медицина. Система может помочь дистанционно оценивать обоняние и определять порог чувствительности к запахам. Нарушения обоняния могут возникать после вирусных инфекций, травм головы, а также сопровождать нейродегенеративные заболевания. Возможность проводить такие тесты с помощью электронных устройств может оказаться полезной для дистанционного наблюдения за пациентами.

Однако потенциал разработки не ограничивается медициной. В парфюмерной и косметической индустрии подобные системы могли бы позволить покупателям знакомиться с ароматами духов, кремов и других средств при онлайн-покупках. Сегодня потребитель может увидеть изображение товара и прочитать его описание, но не может почувствовать его запах. Передача ароматов через интернет могла бы устранить это ограничение.

Такая же возможность открывается для ресторанов и производителей продуктов питания. Цифровые меню могли бы дополняться запахами блюд, позволяя посетителям почувствовать аромат еды еще до заказа. Производители продуктов могли бы использовать технологию для дистанционной презентации новых товаров, а онлайн-магазины - для более полного знакомства покупателей с продукцией.

Исследователи также проверили работу системы в сочетании с технологиями виртуальной реальности. Они создали чашку с пятью каналами для передачи запахов и пятью каналами для жидкостей, отвечающих за вкусовые ощущения, и интегрировали ее с гарнитурой Meta Quest 3. Пользователь мог выбрать в виртуальной среде кофе или пиво, после чего устройство воспроизводило соответствующий аромат и подавало жидкость.

Какие ограничения остаются

В испытаниях с участием добровольцев система показала точность 58,57% при распознавании интенсивности запаха, 72,86% - при идентификации отдельных ароматов и 71,43% - при распознавании смесей из двух запахов.

Авторы отмечают, что нынешняя версия Scentronic распознает запахи на уровне категорий, а не определяет их полный химический состав. Воспроизведение также ограничено набором ароматических жидкостей, заранее загруженных в устройство. Для более точной передачи сложных запахов потребуются дополнительные датчики, больше каналов воспроизведения и усовершенствованные алгоритмы.

Тем не менее работа демонстрирует возможность расширить цифровую коммуникацию за пределы изображения и звука. В перспективе интернет может стать средой передачи и других сенсорных ощущений, включая запахи, что откроет новые возможности для медицины, торговли, индустрии развлечений и пищевого бизнеса.