科技观点丨VR技术的嗅觉短板

气味是人体感知最明显的感觉之一，VR技术要想做到真正的沉浸感，如何突破嗅觉壁垒值得思索。

VR技术的名声依然很差，这其中有许多原因。VR技术是一场富人的营销游戏，他们不断炒作这项始终处于创新瓶颈期的技术，而这项技术本身也有一种根深蒂固的排外特征。尽管许多人都在标榜VR技术的包容性，但这些VR产品却十分昂贵，并且只会越来越贵。Meta刚刚宣布其VR头显在无任何功能更新的前提下涨价100美元，元宇宙的浪潮让VR技术的泡沫变得更大。VR技术确实突破了物理空间的局限，为我们打开了元宇宙的想象大门，但VR技术在嗅觉方面的“失灵”让元宇宙的沉浸感有了明显的短板。

气味是VR技术的盲区，更令人担忧的是，大多数VR技术专家甚至都没有注意到气味的重要性。其实，不少技术已经突破了气味的壁垒。

嗅觉是人类感知万物最真实的感觉，也是人类生活最基本的感觉。如果VR技术想要发挥它的潜力，气味当然不可或缺。在开始关注嗅觉2.0之前，我们先来了解一下嗅觉能发挥什么样的作用。

嗅觉可以帮助我们发现和判断即将到来的威胁，比如不吃有编制气味的事物，远离特殊味道的烟雾或气体。人类在进化过程中一步步提升对气味的反应速度，并对气味做出持久的判断。对不同气体的判断一方面帮助我们判断周边环境的安全性，另一方面也模糊了身体和环境之间的界限，这就是VR技术一直追求的沉浸感。

气味也会强化情感，并将其和我们头脑中的个人记忆相结合。视觉、听觉、味觉和触觉等刺激可以从感觉器官传递到大脑进化上较新的丘脑，丘脑具有处理复杂刺激的能力。气味是不同的：它都是旧的大脑。气味绕过丘脑，直接从鼻子传到眼睛后方的嗅球。这种舌状突起的神经既处理大脑中的气味，又与较老的大脑区域紧密相连，特别是处理情绪的杏仁核和处理记忆的海马体。当重要的记忆形成时，你通常会感觉到情绪。如果那是正好有一种记忆深刻的气味，那么记忆、情感和气味就会融合。这就是气味能生动地勾起人们回忆的原因。明亮、辛辣的氯气冲击和发臭的汗水，让人清晰地回到高中游泳队的更衣室；玫瑰水、烤面包和香烟的柔和混合，唤起奶奶的温柔。

无害气味也以令人惊讶的方式在引导我们。气味可以帮助我们选择一个与自身免疫系统紧密结合的配偶，以此能获得强壮的后代。你还可以通过身体的气味来感知他人的恐惧、快乐和厌恶情绪。仅仅相处十分钟，父母就能够通过气味来识别他们的新生儿。嗅觉能够带给人们一种可感知的亲密关系，这种亲密关系远远早于文字。从另一个层面来看，嗅觉还会悄无声息地破坏人们之间地边界感。它和视觉不同，视觉是从情感出发的距离观察和控制一个场景，而气味则不受我们控制，直接作用于我们。这些其实都是加深沉浸感的原因。

总之，嗅觉十分重要，因为人体所有感官相互连接并彼此依存。嗅觉是一种“支撑性”的感觉：虽然不十分明显，但一直在强大地运作，并常常在无意识地情况下激活强烈的情绪、判断和记忆。

相反，嗅觉丧失的症状十分可怕，新冠患者的嗅觉失灵之后患抑郁症和焦虑症的几率大大提升。他们对食物失去了兴趣，因为食物依赖于气味的传播。

嗅觉可以强化VR技术的沉浸感，让用户身临其境般感知到现实世界的魅力。

如今，虚拟现实的主要目标是帮助用户体验成为他人的感觉。耶鲁大学研究虚拟现实的社会文化人类学助理教授丽莎·梅塞里说，这是“对体现的探索”。“身体是什么？用一种简化形式来表达，身体其实是感官的集合。”梅塞里补充道，“虚拟化身不仅仅是感官的集合”将化身与移情相结合是VR故事讲述者应该避免的错误。然而，感官体验仍然是VR强化沉浸感的主要杠杆。

嗅觉VR制造商OVR Technology的首席执行官兼创始人亚伦·维斯尼夫斯基是为数不多的几个在VR气味中闻到胜利甜味的人。维斯涅夫斯基适时地提出了一个类比：“新冠病毒失能症患者经常说‘我很焦虑。我很沮丧。我觉得一切都是黑白相间的，我真的感觉与所有人和一切都脱节了。’这听起来很像那些花大量时间上网的人的经历。“他继续说道：“除非我们将我们的嗅觉设计成我们日益身处的数字世界，否则我们将在心理和社会上遭受许多负面影响。”OVR技术旨在缩小这一感官差距。其旗舰产品ION是一款内置式可再填充墨盒，内含九种化合物，可以混合成数百种不同的气味，并通过蓝牙信号释放到用户的鼻子上。根据维斯尼夫斯基的说法，我们目前的虚拟现实片面强调视觉和声音，“本质上是将人类从我们的生活中改造出来。”

嗅觉虚拟现实技术自20世纪90年代末诞生以来已经取得了进展，当时创造了“人工现实”一词的迈伦·克鲁格获得了美国国防高级研究计划局（DARPA）的资助，在虚拟现实医学训练模拟中开发嗅觉。虽然气味的准确性以及气味自然扩散的复制能力已经得到提高，但气味虚拟现实技术仍然面临着基本挑战，比如可以装入耳机的气味盒数量有限，气味盒的容量也有限。

我们的鼻子很难被愚弄，因为人类可以辨别的气味数量可能多达一万亿种，但可以尝试用其他气味取代人们的认知。维斯涅夫斯基说OVR曾经尝试过一个项目，在该项目中，他们努力重现森林的气味，但用户发现这并不完全正确。然后，OVR用一种单分子乙酸异冰片酯取代了复杂的森林气味，用户将其视为“森林y”。“这是一种非常令人信服和身临其境的体验，”维斯涅夫斯基回忆道。

复制身体的自然反应是嗅觉VR研究的一个肥沃领域。芝加哥大学人机集成实验室的博士研究生兼研究员贾斯·布鲁克斯在面部和鼻子的三叉神经方面做了很多突破。例如嗅觉神经感知化学物质，嗅觉本身-三叉神经感知气味的触觉特性（如刺痛的碳酸化或漂白剂的锐度）以及温度变化。

布鲁克斯的团队利用三叉神经在虚拟现实中的反应来制造温度错觉。这次实验的场景是寒风中的跋涉，当用户靠近一个小木屋的火炉时，一种辣椒酊剂溶液会飘过她的鼻子，刺激她的三叉神经，让她感觉身体变得暖和。突然，一场冬季风暴吹散了熔炉的热量，并砰地打开了舱门。耳机释放的桉树油会让用户感到寒冷。

布鲁克斯还创造了“虚拟气味”来研究立体嗅觉能力，以及如何通过鼻孔来定位空间中的气味。他们想知道是否可以通过电刺激三叉神经来复制这一点——本质上就是制造假气味。

为了测试这一点，布鲁克斯的团队在一个空房间里放置了一个装有薄荷精油的扩散器。参与者戴上虚拟现实设备，并使用白噪声机来消音，他们被要求仅用鼻子来定位薄荷油气味的来源。布鲁克斯解释说：“在第一种情况下，他们寻找的是真正的气味……除了气味本身，三叉神经没有接受其他刺激。”。“在另一种情况下，我们的设备刺激了他们的三叉神经，但房间里没有气味。”

这个实验十分神奇，虚拟气味无形无色，只是一种空洞的气味。通过三叉神经受刺激让我们感受到这种气味。布鲁克斯说：“我们只是告诉参与者，用他们的鼻子去找点东西。”。“没有训练。但人们能够找到它。”这项研究规模很小，只有四名参与者。但这种假想的气味却可以用来导航3D空间，这产生的沉浸感更加真实。

气味是一种需要精细处理的大型感官枪，将气味置入虚拟现实可以分散注意力。如果使用得宜，设计得当并与其他感官协调，气味可以让一个陌生的世界变得更人性化，吸引我们探索新的环境，并用情感力量帮助我们铭记这种体验。

文章来源：

https://www.wired.com/story/vr-still-stinks-because-it-doesnt-smell/

作者：Jude Stewart

编译：赵思聪

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