در دنیای دیجیتال امروز که انتقال و اشتراک‌گذاری تصاویر و صدا به شیوه‌های الکترونیکی به امری عادی تبدیل شده، حس بویایی به عنوان یکی از چالش‌های بزرگ باقی مانده است. پژوهشگران در پی آن هستند تا با ابتکارات و تکنولوژی‌های نوین، این شکاف را پر کرده و مسیر را برای تجربیات جامع‌تر در محیط‌های مجازی و ارتباط از راه دور هموار کنند. این نوآوری‌ها می‌توانند در آینده‌ای نزدیک، مرز میان دنیای واقعی و دنیای دیجیتال را به گونه‌ای محو نمایند.
چالش‌های انتقال حس بویایی به محیط دیجیتال
دکتر چون‌یو یانگ از دانشگاه ایالتی اوهایو بر این باور است که حس بویایی در مقایسه با حس بینایی و شنوایی هنوز به طور کامل توسعه نیافته است. علت اصلی این مسئله، پیچیدگی شیمیایی ذاتی در رایحه‌هاست. برخلاف رنگ‌ها که به آسانی می‌توانند به اجزای پیکسل‌های قرمز، سبز و آبی تجزیه شوند، بویایی از بلوک‌های سازنده ساده‌ای برخوردار نیست. هر تلاشی برای تبدیل رایحه‌ها به سیگنال‌های الکترونیکی باید شامل شناسایی ترکیبات متنوعی از مولکول‌های متفاوت باشد.
سنتورنیک؛ نوآوری در تولید رایحه‌های دیجیتال
برای فائق آمدن بر این چالش، دکتر یانگ و تیم تحقیقاتی‌اش یک بینی الکترونیکی (e-nose) به همراه یک مولد بو را طراحی کرده و با بهره‌گیری از یادگیری ماشین، این دو عنصر را به هم متصل کردند. این بینی الکترونیکی شامل مجموعه‌ای از حسگرهای اکسید فلزی است. زمانیکه ترکیبات گازی مختلفی از بوها، نظیر اتانول یا لیمونن، به سطح این حسگرها نفوذ می‌کنند، مقاومت آن‌ها تغییر کرده و سیگنال‌های الکتریکی متفاوتی تولید می‌شود.
تیم تحقیقاتی به آموزش یک الگوریتم هوش مصنوعی پرداختند تا توانایی شناسایی سیگنال‌های متمایز پنج رایحه از مواد غذایی و نوشیدنی‌های مختلف از جمله پرتقال، کیک، قهوه، آبجو و شراب قرمز را داشته باشد. این فرآیند آموزش یکی از دشوارترین مراحل تحقیق بود، چرا که برای تولید داده‌های کافی، حسگرها می‌بایست صدها بار در معرض بوهای مختلف قرار می‌گرفتند.
داده‌هایی که جمع‌آوری شدند، سپس از طریق اینترنت به یک دستگاه تولیدکننده بو به نام سنتورنیک (Scentronic) منتقل می‌شوند. این سیستم متشکل از محفظه‌های کوچکی است که مایعات معطر هر یک از پنج رایحه را در خود نگه می‌دارد. بالای هر محفظه، یک اتمایزر قرار دارد که در واکنش به سیگنال‌های الکتریکی، آغاز به لرزش کرده و مایع را از طریق یک فیلتر پنبه‌ای خارج کرده و بخارات ریز بویی را در هوا منتشر می‌کند تا بوی مورد نظر یا ترکیبی از آن‌ها ایجاد گردد.
یانگ طراحی‌های مختلفی برای سنتورنیک در نظر گرفته است، از جمله گردنبند، مچ‌بند و یک دستگاه دستی. در آزمایشی که با استفاده از دستگاه دستی بر روی ۱۴ داوطلب انجام شد، آن‌ها به طور متوسط در ۷۳ درصد مواقع، بوهای منتقل شده را درست شناسایی کردند. او همچنین یک نمونه اولیه برای بازتولید طعم ساخت که شامل یک فنجان آب و پمپ‌های الکترومغناطیسی حاوی مایع طعم‌دهنده است. روش پیشنهادی یانگ در مقایسه با سایر راهکارهای مطرح برای تولید بو از راه دور، نظیر گرم کردن موم یا تحریک مستقیم نورون‌ها، به عنوان سریع‌تر و عملی‌تر شناخته می‌شود.
کاربردها و آینده رایحه‌های دیجیتال
دکتر یانگ بر این باور است که صنعت سرگرمی می‌تواند اولین زمینه‌ای باشد که از این نوآوری برای ایجاد تجربیات مجازی جذاب‌تر بهره‌برداری کند. علاوه بر این، رایحه‌های دیجیتال می‌توانند در حوزه بهداشت نیز کارایی داشته باشند؛ به عنوان مثال، بهبود تجربه غذایی سربازان یا فضانوردان، یا یاری رساندن به پزشکان در ارزیابی اختلالات حس بویایی در بیماران مبتلا به بیماری‌های پس از ویروسی و بیماری‌های نورودژنراتیو.
ماریانا اوبریست از کالج دانشگاهی لندن، سیستم سنتورنیک را یک ایده فوق‌العاده و گامی به سوی تحقق ایده‌های نوین تلقی می‌کند. اما او تأکید می‌کند که فرآیند شناسایی و تولید بو از یک کتابخانه محدود، با سهولت انتقال صدا و تصویر فاصله زیادی دارد و هنوز راه درازی برای بازآفرینی واقعی تجربیات بویایی پیش روی ما قرار دارد.