“最近的人机界面强调了人类感觉反馈的重要性，包括视觉、音频和触觉，在娱乐、医疗和VR/AR中有着广泛的应用。嗅觉在人类的感知体验中也扮演着重要的角色，”城市大学生物医学工程系副教授余新格博士说，他是这项研究的共同负责人。“然而，目前的气味产生技术主要与在封闭区域或房间内产生气味的大型仪器或内置的笨重VR设备有关。”

鉴于此，于博士和他来自北京航空航天大学的合作者开发了一种新一代的可穿戴嗅觉反馈系统，该系统具有无线、可编程的功能，该系统基于柔性和小型化的气味发生器阵列。

他们创造了两种设计，通过新的嗅觉反馈装置根据需求释放气味，这些装置由柔软、小型化、轻质的基材制成。第一个是一个小的、皮肤集成的、贴片状的装置，由两个OGs组成，可以直接安装在人的上唇上。由于og和用户鼻子之间的距离极短，它可以提供超快的嗅觉反应。另一种设计是灵活的面罩设计，有9种不同气味类型的og，可以提供数百种气味组合。

气味发生器的神奇之处在于一个微妙的加热平台和一个机械热致动器。通过在OGs上加热熔化有臭味的石蜡，使其发生相变，释放出不同浓度可调的气味。为了停止气味，气味发生器可以通过控制热致动器的运动来冷却蜡的温度。

通过使用不同的石蜡，研究小组总共能够制造出大约30种不同的气味，从草药迷迭香、水果菠萝到甜烤煎饼。甚至不那么令人愉快的气味，比如臭榴莲，也可以被制造出来。11名志愿者能够识别由og产生的气味，平均成功率为93%。

新系统支持长期使用，无需频繁更换和维护，并可与各种应用的用户交互。最重要的是，嗅觉接口可以支持无线和可编程操作，并且可以在各种应用中与用户交互。它可以迅速响应爆发或抑制气味和准确的气味浓度控制。气味来源很容易获得，并且具有生物相容性。

在他们的实验中，在4D电影观看、医疗、人类情绪控制、在线教学VR/AR体验等方面的演示展示了新型嗅觉界面在各种应用中的巨大潜力。

例如，当用户在虚拟花园中“行走”时，新的无线嗅觉系统可以通过释放各种水果香味在用户和虚拟对象之间进行交互。这项新技术还显示了帮助失忆症患者回忆失去的记忆的潜力，因为气味感知是由经验调节的，从而导致情感记忆的回忆。

“新的嗅觉系统为用户在虚拟环境中实现嗅觉显示提供了新的选择。于博士说:“释放气味的反应速度快，气味发生器的集成密度高，以及两种可穿戴设计，确保了嗅觉界面在各种应用领域的巨大潜力，从娱乐和教育到医疗保健和人机界面。”

下一步，他和他的研究团队将专注于开发响应时间更短、尺寸更小、集成密度更高的下一代嗅觉系统，用于VR、AR和混合现实(MR)应用。

研究结果发表在科学杂志上自然通讯题目是“虚拟现实的软、小型化、无线嗅觉接口”。

通讯作者:北京航空航天大学固体力学研究所的余博士和李宇航博士。第一共同作者是余博士研究小组的博士后刘一鸣博士、余博士指导的博士生姚春基先生和Wooyoung Park先生，以及李博士研究小组的博士后赵钊博士。

研究主要由国家自然科学基金、城市大学及香港特别行政区研究资助局资助。