科学家正在研究利用嗅觉体验电视娱乐

北京时间1月8日消息，我们可以看到、听到，甚至感觉到电视荧幕上播放的内容，但是在电视发明将近一个世纪之后，嗅觉依然不在这项娱乐刺激的感官之列。弗雷德里克·杜林克的本职工作并不是珠宝商，但他的下一个项目与项链有关。不过，他所说的项链并不是以宝石为吊坠，而是用一个尺寸为5cm×5cm的小盒子。现在看起来，这个盒子还有些笨拙，但杜林克的目标是将它缩小到骰子大小。

事实上，这并不是一件简单的装饰物，在这个立方体内部，有一枚电池和一个气味系统，可以根据需要散发出香味——杜林克称之为“气味泡泡”。这位荷兰企业家是初创公司Scentronix的联合创始人，目前该公司正运营着一台“香味打印机”。利用计算机算法，该设备可以根据顾客的问卷回答，打造出定制的气味。现在，杜林克想把同样的技术应用到微型产品上，开发出可移动的“数字气味”。

例如，我们可以戴着它去看电影，并用手机上的应用程序进行控制，在关键时刻散发出不易察觉的气味。杜林克承认，目前的产品还远远没有达到预想的效果，包括尺寸、电池寿命、气味种类及散发质量等都存在不足。但他仍然十分乐观，“我们已经用原型机验证了这一概念，而且目前市面上还没有这样的东西，我们正在申请专利”。他希望下一步能用精心的设计赢得投资者的青睐，为进一步开发可穿戴版本寻求资金支持。

当然，杜林克并不是第一个尝试为观众的鼻子提供气味的人，但他也清楚地意识到，在他之前的许多创业者也曾试图打造这种身临其境的感官体验，但都失败了。甚至有人认为古希腊人也曾经尝试过。据一首古老的诗歌描述，有人在宴会上将鸽子的翅膀浸泡在香油中，向客人散发香味；随着鸟儿扇动翅膀，香气便弥漫在聚集的人群中。长期以来，香水和熏香也在宗教仪式和庆典中扮演着重要角色。

电影时代的嗅觉体验

到了电影时代，在放映时加入香气的尝试最早开始于1916年。当时，一位电影院老板在放映一年一度的玫瑰碗美式橄榄球比赛时，向观众释放了玫瑰精油的气味。然后就是嗅觉视觉（Smellovision，最初称为Scentovision）。这种体验方式于1939年在纽约世界博览会上首次公开，其原理只不过是通过连接在观众椅子上的一系列管道，由放映员在电影中的特定位置释放不同的气味瓶，从而传递与放映画面同步的气味。这项技术并没有流行起来，主要原因是大量冲突的气味最终充斥了整个剧院，直到1960年，随着电影《气味之谜》（Scent of Mystery）的发行，该技术才以一种稍微简化的形式重新受到关注。

这部惊悚片由伊丽莎白·泰勒主演，在影片的关键情节点，比如刺客抽烟斗的时候，大量的气味被吹进了观众席。这部电影以及“嗅觉视觉”本身都是失败的，很大程度上就是因为气味技术的效果太差——时间上的滞后可能会导致问题，而且气味太分散，无法提供令人满意的体验。及时地清除一种气味并让下一种气味自由飘散，也是一件麻烦事。

另一种名为“香味电影”（Aromarama）的系统也显示出类似的缺点。在20世纪80年代初，美国电影导演约翰·沃特斯曾尝试用香味片（一刮就有气味出来的卡片）来配合他的电影《Polyester》，但没有其他电影人模仿他的做法。20世纪90年代，总部位于加州奥克兰的初创公司DigiScents推出了“iSmell”的概念，并为开发一款家用设备筹集了2000万美元。该公司声称，这款设备只要插入电脑的USB接口就可以工作，其气味来自于可更换的气味盒，就像喷墨打印机一样；更确切地说，该设备使用了128种主要的气味，混合出所有你能想象到的气味。

然而，问题在于这个设备的效果并不是很好——气味最终都混合在一起，因为你很难将它们都彻底清除，这也是困扰“嗅觉视觉”的最大问题。到2001年底，当世界陷入后9/11经济危机时，DigiScents公司在推出原型产品仅仅两年后就耗尽了资金。

即使是现在，随着娱乐业变得越来越高科技，虚拟现实头盔和互动式剧院也带来了前所未有的沉浸感，嗅觉依然是一个难以捉摸且难以复制的感官元素。尽管弗雷德里克·杜林克坚信他的努力不会像其他人那样艰难，但他还需要克服4个主要挑战。在此之前，无论荧幕上出现的是激烈的枪战，还是香艳的美女，我们的鼻子都无法参与其中，既闻不到刺鼻的火药味，也感受不到香水的醉人气息。

嗅觉背后的机制

也许最根本的问题在于，我们并没有完全了解嗅觉究竟是如何起作用的。直到1991年，两位哥伦比亚大学的科学家发表了一项研究，发现人体嗅觉依赖于约1000个不同的基因——占总基因组大约3%。这些基因所编码的受体占据了鼻腔上部组织的一小块区域。在这个嗅觉组织中，每个细胞只表达一种类型的受体，当不同的气味分子与受体接触时，这些细胞共同作用，触发传递至大脑的神经脉冲。在嗅觉受体的帮助下，我们能探测到大约一万种气味。

这两位科学家——琳达·巴克和理查德·阿克塞尔——因为这项研究在2004年获得了诺贝尔生理学或医学奖。那么，气味是如何激活我们的嗅觉受体以发送信号的呢？科学家们仍然存在争论。

萨斯基亚·威尔逊-布朗是加州洛杉矶市的非营利性机构艺术与嗅觉研究所（Institute for Art and Olfaction）的创始人，她解释道，目前有两种关于人类嗅觉原理的理论。第一种理论认为，当一个分子通过我们的嗅觉受体时，原子间的微弱静电力会触发一种能量振动。这些振动频率被转换成电子信号，通过这些信号，嗅觉数据就可以传送到大脑并进行处理。

第二种理论得到了更广泛的支持，即气味分子可能更像一把可以开锁的钥匙，并以这种方式向大脑传递神经信号。威尔逊-布朗表示，人工嗅觉设备的开发就像要求中世纪的艺术家在掌握透视法的基本原理之前，复制一幅逼真的画作。

“气味不像颜色，我们可以用RGB或CMYK来复制我们想要的任何色彩，”威尔逊-布朗说，“但每一种气味都有它独特的组成。”

尽管有些气味是由单一分子触发的，但大多数气味源自于多种气味分子，而每个气味分子通常会触发多个嗅觉受体。而且，在气味中发现的某些化学基团似乎比其他基团的作用更大，但仅凭化学式很难预测一个分子会产生什么气味。在这方面，一个很好的例子就是三种化学性质相似的内酯分子，尽管它们有相似的化学结构，但一种是薄荷味，另一种是黄油味，第三种则是樟脑味。

所有这一切，都使得根据需求预测并人工再造气味变得极其困难，尤其是开发人造气味的大部分工作都由行事隐秘的跨国公司严密守护。

“我们没有可供参考或是帮助我们理解的数据库，”香水策略师奥利维亚•杰兹勒说道。她是咨询公司“嗅觉未来”（Future of Smell）的创始人，曾为世界经济论坛、维多利亚的秘密和迪奥等品牌开发过香水。在很大程度上，她和同事们必须依靠不断的尝试和试错，“世界上所有真正优秀的香水研究都集中在五家公司的实验室里”。

文化中的气味

第二个障碍更多的是体现在文化上，而不是生物学上：嗅觉本身存在一个形象问题。嗅觉被认为是一种低级的东西，这是贬抑身体的柏拉图等哲学家遗留下来的观念。在香料和芳香剂生产商德之馨（Symrise）公司工作的香水师纳迪布•阿查布表示：“气味是最现实主义的东西，即使你看不见它，它也会实实在在地进入你的鼻子。”

奥利维亚•杰兹勒表示赞同。她曾在英国苏塞克斯大学的实验室工作过，主要研究嗅觉和其他感官的机理。她指出，嗅觉在学术上的严谨性很少得到应用。“嗅觉被认为是感官中最低级的，因此也是研究最少的，”她说，“但这是唯一与我们大脑有直接刺激联系的感官——分子沿着鼻腔直接与嗅觉受体结合，并将信号传递至大脑的杏仁核。”她还提出一个理论，认为今年的新冠肺炎大流行可能在不经意间使人们认识到嗅觉的重要性，因为失去嗅觉是新冠病毒感染的症状之一。

还有一个额外问题是对某些气体的厌恶。我们对那些令人厌恶的气味往往也更加敏感，但这种情况往往具有高度的个体差异性，有时就取决于基因中的微小差异。因此，我们很难把握合适的气味释放量，因为要考虑到不能让一些人觉得难以忍受。

电影导演格蕾丝·博伊尔在人造气味方面进行了大量尝试，包括360度拍摄的电影《蒙杜库鲁》（Mundukuru）。她指出，人们通常认为嗅觉的重要性低于其他感官，这可能也阻碍了人造气味领域的发展。目前她经营着一家沉浸式视频制作公司The Feelies，该名称源自奥尔德斯·赫胥黎的著名小说《美丽新世界》（Brave New World）中的一个类似场景。

博伊尔表示，在创作过程中，气味往往被放在次要位置，是一种事后添加的东西。要想让气味成为娱乐元素，就必须从一开始就加以考虑，将其融入到剧本中。“你不会为单簧管写一首曲子，然后在钢琴上猛弹，还指望它同样有效，”她说，“写作、拍摄和传达这三个阶段都需要真正做到多感官。”

博伊尔建议在作品中以更微妙的方式使用气味。例如，与其在发生面包房场景时释放出面包的气味，不如使用杀手的香水向观众发出信号：他闯入了一个房间，而主角却不知道他的存在。这就像使用音乐在场景中营造紧张感一样。

成本与兴趣的问题

在娱乐中使用气味的第三个问题是钱。成本无疑阻碍了“香味电影”及其他同类技术的成功：改造电影院并在放映机旁边安装气味系统是异常昂贵的。据报道，当时的改造成本约为每块荧幕3万美元，相当于今天的25万美元（经通货膨胀调整后）。即使是现在，随着人们的注意力转移到更个性化的香味设备上，比如Scentronix，价格仍然是一大阻碍。

杰姬·莫里是一名虚拟现实专家，在美国南加州大学的创意技术研究所工作了10年，后来创建了自己的独立公司。自20世纪80年代以来，她一直从事人工气味领域的工作。过去几十年里，她尝试了各种各样的设备，最新的产品是一款气味项圈，气味可以通过滤纸释放，而不是通过喷雾器。她解释道，这可以更快速地搅动气味，因为实际释放的气味分子很少。

“我们一直受到这样一个事实的阻碍，人们不想投资——没错，就是因为‘嗅觉视觉’，”杰姬·莫里说，“如果我有种子资金——比如说大约10万美元——我就会在年底前拿出几十台设备供开发者测试。但一个接一个的投资者都希望获得高额投资回报。他们想要的是可扩展的产品，然后就问‘你们如何在五年内卖出5亿部产品？’现在根本就没有这个市场。”

事实上，消费者对新的体验方式，比如虚拟现实头戴装备的接受程度并不高，也没有达到预期的增长态势。不过，也有人担心另一个更简单的原因：人们对数字化嗅觉缺乏兴趣。

大卫·爱德华兹是哈佛大学的生物工程师，他发明了一种名为“西哈诺”（Cyrano，戏剧《Cyrano de Bergerac》中大鼻子主人公的名字）的“数字气味扬声器”。该设备于2016年推出，采用了一种基于气味盒的系统，可以产生大约10种不同的气味，每个设备的成本为49美元。

爱德华兹回忆道：“我们发现，普通消费者就是不理解。”大多数“西哈诺”最终都堆在桌子上，积满了灰尘。这款设备很快就停产了。

同样的命运等待着Scentee，另一个基于气味盒的小发明，开发者是工程师阿德里安·切克（Adrian Cheok）。他是马来西亚幻想工程学院的创始人，也在东京的i-University任教。一位企业家将他的嗅觉研究成果转变为一款能放到口袋里的玩具，在2013年上市时售价为30美元，但很快就停产了。

阿德里安·切克表示，大多数设备最终都是年轻情侣成对购买的，用来远程发送巧克力或玫瑰的气味。“对他们来说，这在一段时间里会很有趣，但你会多少次这么用呢？”他说，“我们还发现，人们懒得重新填充气味盒——所以这就像一台喷墨打印机，总是会很快用完某种特定的墨水。”气味的选择范围狭窄和产品的重复性，都是十分关键的缺陷，并且会带来固有的不便——气味盒可能在关键时刻是空的。糟糕的可用性也注定了这款设备的失败。

尽管如此，Scentee的失败促使阿德里安·切克转移了注意力，他目前正在研究一款全新的气味传递设备，以完全不同的方式运行。该设备通过插入鼻孔的电极直接刺激鼻子里的嗅觉受体，这或许能解决用昂贵的气味盒来更换气味的问题。在实验室测试中，切克已经看到了很有前景的结果，但他也认识到该设备自身也面临着挑战。

“人们坐在起居室里的时候，会把电极插在鼻子里吗？”他说，“即使在平常的情况，人们也可能不会这么做，而在新冠病毒蔓延的时期，这可能是你能做的最糟糕的研究。我今年在这方面还什么都没做。”（任天）
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