华盛顿/北京 – 在科幻电影中，我们常常看到主角们品尝着各种美味佳肴，而屏幕外的观众只能望梅止渴。如今，这一幕或许即将成为现实。由美国俄亥俄州立大学和大连理工大学的科研团队联合开发出一种名为“e-Taste”的味觉感知系统，有望让远程“品尝”成为可能，为虚拟现实（VR）和增强现实（AR）领域带来革命性的突破。
这项研究成果以“A sensor-actuator–coupled gustatory interface chemically connecting virtual and real environments for remote tasting”为题，于2025年2月28日发表在《Science Advances》期刊上。
味觉交互的突破：从视觉到味觉的沉浸式体验
人机界面（HMI）在VR/AR领域的应用日益广泛，但现有的味觉界面却远落后于视觉和听觉技术。为了弥补这一短板，科研团队开发了“e-Taste”系统，旨在建立一个能够实现精确和数字化控制的味觉框架。
“e-Taste”系统由传感器和无线化学分配器组成，能够识别葡萄糖、谷氨酸等代表甜、酸、咸、苦、鲜五种基本味道的分子。这些传感器捕获的电信号会通过无线方式传输到远程设备进行复制，从而实现远程味觉感知。
俄亥俄州立大学材料科学与工程系助理教授Jinghua Li表示：“在目前的VR和AR领域，化学维度相对较少，尤其是在嗅觉和味觉方面。这是一个需要填补的空白，而我们正在用这个新系统来填补它。”
技术细节：物联网策略与微流体控制
“e-Taste”系统通过物联网（IoT）策略，以化学方式连接物理上相距遥远的空间，实现远程品尝。该系统整合了材料、设备、软件和硬件，构建了一个统一的化学平台，能够促进数字管道连接物理上相距遥远的空间。
其核心组件是一个定量、局部、可定制且易于控制的液体输送系统，采用电磁（EM）驱动。这种灵活的味觉界面设计能够更好地与人体融合，安装便捷，尤其适用于VR/AR应用或生物医学研究等复杂任务。
与现有的味觉界面相比，“e-Taste”系统在非侵入式实施、空间定位能力、混合功能和传感器-执行器耦合方面具有显著优势。该系统通过味觉信息捕获和编码、波形控制的信号解码、味觉物质从水凝胶中扩散以调节浓度等步骤，最终根据Stevens幂律产生味觉，引起用户的感知。
实际应用：从食品行业到医疗领域
研究人员利用葡萄糖（甜味）、柠檬酸（酸味）、氯化钠（咸味）、氯化镁（苦味）和谷氨酸（鲜味）等化学物质，对系统进行了测试。现场测试结果表明，人类受试者能够在数字食品共享和沉浸式游戏等实际应用中感知并参与由“e-Taste”系统促成的远程品尝体验。
研究人员表示，通过加入更多味觉化学物质和传感/驱动模式，可以进一步拓展该系统和设备模型的应用场景。例如，在食品行业，“e-Taste”系统可以实现经济高效的远程品尝，从而改进食品和饮料的配方；虚拟通信功能则能够促进全球合作和反馈。
除了食品领域，该系统在国防中的化学信息传递和医疗领域的药物管理等方面也具有潜在应用价值。
未来展望：缩小体积，拓展应用
研究人员表示，下一步的工作重点是进一步缩小系统体积，提高系统与食物中产生味觉的不同化学化合物的兼容性。此外，该系统还有助于促进残障人士（如脑外伤患者、味觉丧失患者）在虚拟空间中的可访问性和包容性，让味觉丧失问题引起主流关注。
Jinghua Li 展望道：“这将帮助人们以前所未有的方式在虚拟空间中建立联系。这个概念已经存在，这是成为虚拟宇宙一小部分的良好第一步。”
这项研究的意义不仅仅在于为VR/AR领域带来新的体验，更在于为人类通过化学信号与世界互动开辟了新的可能性。未来，我们或许真的可以在“元宇宙”线上聚会时，品尝到朋友们分享的美味蛋糕。
参考文献：
- A sensor-actuator–coupled gustatory interface chemically connecting virtual and real environments for remote tasting. Science Advances, 2025, 11(9), eadj9740. DOI: 10.1126/sciadv.adj9740
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