被数字化颠覆的五感

Titouan Corlet

“虚拟现实”（VR） 已经彻底改变了人类的视觉世界。除此以外，我们所有的感官体验，包括触觉、听觉、嗅觉以及味觉，都将被數字技术颠覆！

视觉

设想有一天，在你的新型增强现实（AR） 眼镜的镜片上跳出一条消息：“您有一个在餐厅的约会。”该死，你居然忘了！你瞥了一眼镜片一角的时间：19：30。幸好还来得及，可是怎么去餐厅呢？“叮”，你眨了下眼睛，镜片上就出现了导航的发光箭头。

好吧，虽然上述场景目前还停留在科幻小说的层面，但它离实现已经不远了，因为我们已经掌握了AR 技术。智能手机使用了多个传感器（ 摄像头、GPS、陀螺仪等） 来识别不同的表面、环境光和所处位置， 并以此将数字图像叠加在现实世界的图像上。例如，曾风靡全球的手机游戏《宝可梦GO》就采用了这种技术。

不过，该技术还能走得更远，比如微软的Hololens 头戴式显示器就在进一步研发中。其目标是混合现实（MR） ：基于现实环境，在视野中叠加一层可交互的虚拟现实（VR）。2017 年，一名法国外科医生在Hololens 的协助下成功为手术对象安装了肩部假体。通过在患者体表叠加显示二维或三维放射图像，他根据肩部其他骨头的位置非常精确地安放假体。这不过是Hololens 的一个应用场景，未来MR 或许会改变我们与数字世界互动的方式。

听觉

设想有一天， 你没有抢到喜欢的乐队的演唱会门票……幸好，演唱会能以双耳立体声流媒体的形式播放，于是你躺在床上听着音乐，仿佛身临其境。过去我们需要增加扬声器的数量来获得更加逼真的沉浸式声音，但现在通过双耳立体声录音技术，一副简单的耳机就足够了。这项技术可以再现不同的 “示踪标记”，而人类大脑可以依靠这些标记的三个参数来确定声音的来源。首先，声音强度的高低可以帮助大脑评估与声源的距离：我们听到近处的声音是“响亮而清晰”的，但离得越远，就越需要竖起耳朵仔细听才能听清。其次，双耳接收到声音的极微小延迟暗示了声音的方向。最后，当声音传到人耳时， 它首先会撞击耳郭。由于耳郭起伏的特殊结构，声波会因到达耳郭的角度不同而发生改变。上述因素能帮助大脑确定声音是从哪个方向发出的。由此，技术人员开发了放置于双耳边的特殊麦克风——通过整合这三个参数来记录声音。我们可以通过播放这些录音来欺骗大脑，从而创造出完美的立体声幻觉。

嗅觉

电视上厨师做的菜看起来很棒，但闻起来怎么样呢？你靠近电视……好香啊！诸如“真实感官面具”之类的发明已经实现了远程嗅觉。该设备是VR 头盔的配件，可从精油盒中提取香气，营造出数十种气味。更妙的是，该面具可以与电影或电子游戏序列同步，通过再现气味来增强沉浸感：想象一下你看着机动车高速追逐的画面，还能闻到沥青和橡胶烧焦的气味！哈佛大学医学院相关的研究人员在气味数字化方面走得更远，他们在实验对象的鼻窦内安置了一个植入物，以便实现对嗅觉神经元的电刺激。目前，他们已经重现了洋葱、水果和消毒药水的气味。安装植入物的过程是痛苦的，因此目前该技术仅适合失去嗅觉的患者。但将来我们也许能像今天发送图片和表情包一样，通过互联网向朋友传送气味。

味觉

设想一下，你一口都不吃就能品尝到喜欢的食物的味道，通过网上购物就能在线体验某薯片品牌的新口味。这一切将很快实现。其中有两个发明已崭露头角。首先是看起来像大号晾衣夹的“数字棒棒糖”，它配备了两个电极，用户使用时需将自己的舌头置于其间。电极发出微弱的电脉冲，模拟舌头受到刺激时味觉感受器产生的电脉冲，从而让大脑识别出味道。另一发明“海苔卷合成器”功能更为强大。它采用了五个彩色的凝胶管，而不是电极。每个凝胶管中都包含了一种可再现5 种基本口味之一的物质：甜、咸、酸、苦和鲜。根据施加的电压，我们可以调节其中输送的每种物质的比例，从而再现所需的味道。可以肯定的是，这将是美食爱好者的一大福音！

触觉

糟糕！敌人把你困住了。你无法逃脱，只能开始战斗。你身上的服装让你真实地感受到了对手的打击！为了完全沉浸在虚拟世界中，我们必须激发第五种感觉：触觉。

目前存在两种互补技术。一方面，像力反馈手套，其发动机能通过抓住用户的手指并限制用户动作来模拟物体的抓握感。另一方面，贴满触觉传感器的感官套件（ 如全身式触感衣） 既可以捕捉穿戴者的动作，又可以向穿戴者发出没有多少痛感的轻微电击。它刺激用户的神经或肌肉，以模拟从风吹到痛击不同程度的感觉。唯一的缺点是传感器需要与皮肤接触才能起作用。因此，用户需要贴身穿上这件不怎么舒适的衣服！这项技术仍然非常昂贵。

（摘自《新发现》2020 年第12 期，魏克图）