Цифровой журнал «Компьютерра» № 201 - Коллектив Авторов

К оглавлению

Разработан компьютерный симулятор вкуса

Андрей Васильков

Опубликовано 26 ноября 2013

В Национальном университете Сингапура создан прототип системы компьютерного имитирования вкуса. Её автором стал Нимеша Ранасингх (Nimesha Ranasinghe), выполнявший на протяжении последних пяти лет исследования в области цифровой имитации вкусовых и обонятельных ощущений на кафедре электротехники и вычислительной техники.

Описание своего изобретения Ранасингх начинает с заманчивого обещания: «Вместо того чтобы просто разглядывать торт на экране, вы можете попробовать его!» Сразу вспоминаются строки финальной песни из игры Portal, в которой испытуемым лаборатории Aperture Science тоже обещали торт. Впрочем, Ранасингх не ограничивается одним блюдом и простой имитацией вкуса виртуальных объектов. Он намерен постепенно создать целое направление обмена вкусовыми ощущениями через интернет.

http://www.youtube.com/watch?v=PBpd3aEl0bg

Пока новый цифровой симулятор вкуса находится на стадии прототипа. Он уже может воспроизводить четыре основных вкусовых компонента (сладкий, кислый, солёный и горький) и большинство их сочетаний. Чтобы обмануть вкусовые рецепторы языка, используется стимуляция переменным током и техника малых изменений локальной температуры. Крошечные электроды быстро создают желаемое вкусовое ощущение.

В литературе встречаются единичные описания прототипов интерактивных систем, воссоздающих запахи и вкусы, но все они используют картриджи или капсулы с химическими реагентами.

По мнению Ранасингха, в этой конструктивной особенности и кроется причина провала прежних экспериментальных систем, таких как разработка DigiScents. Поэтому научная группа университетской лаборатории Keio-NUS Cute сосредоточилась на поиске универсальных методов передачи вкуса через электрические и тепловые методы стимуляции.

Прототип системы цифровой имитации вкуса (фото: Nimesha Ranasinghe).

Созданный прибор состоит из двух схем. Первая управляет силой подаваемого на электроды тока и его частотой, а вторая регулирует изменения локальной температуры. Обычно они работают совместно, поскольку стимуляции одного вида редко бывает достаточно для качественной передачи ощущений.

Например, кислый вкус передаётся плавным изменением силы тока от 60 до 80 мкА с одновременным повышением температуры верхнего электрода в местах контакта со средней частью латеральной поверхности языка с 20 до 30 °С.

Принцип воссоздания вкусовых ощущений (изображение: Nimesha Ranasinghe).

Горький вкус требует самой сильной стимуляции, при которой сила тока возрастает до 140 мкА. Ощущение солёной пищи вызывается повышением силы тока до 50 мкА и снижением его частоты.

Исключения из общей методики составляют мятный вкус, который имитируется простым понижением температуры электродов с 22 до 19 °С, и острый привкус (он передаётся за счёт быстрого повышения температуры до 35 °С).

Два серебряных электрода имеют схожее строение, но разное назначение. Накладываемый на язык сверху непосредственно стимулирует вкусовые сосочки разных рецепторных полей языка. Нижний электрод соединён с подложкой, в которой расположены нагревательный модуль и элемент Пельтье. Вместе они способны быстро изменять температуру отдельных участков языка.

Общая схема прототипа (фото: Nimesha Ranasinghe).

Безопасный предел ограничен величиной в 35 °С. Пользовательская часть с электродами соединяется с контроллером гибким проводом, а сам прибор получает вкусовые наборы от компьютера по Bluetooth или USB.

Прототип цифровой системы имитации вкуса собран на платформе Arduino (фото: Nimesha Ranasinghe).

Новинке пророчат большое будущее в системах виртуальной и дополненной реальности. Ведь, несмотря на стремительный прогресс ИТ-отрасли в целом, основными способами человеко-машинного взаимодействия сегодня по-прежнему остаются аудиовизуальные. 

Изображение на экранах стало избыточно чётким и объёмным, а звук – многоканальным и реалистичным. В отдельных играх и приложениях используются контроллеры с тактильной обратной связью, но вкус и запах виртуальных объектов до сих пор можно было ощутить разве что за счёт богатой фантазии.

К оглавлению

Хирурги будут использовать Google Glass во время операций

Андрей Васильков

Опубликовано 25 ноября 2013

Хирург-травматолог Хизер Эванс (Dr. Heather Evans) из Медицинского центра Харборвью в Сиэтле намерена использовать Google Glass для получения консультаций в режиме онлайн во время проведения сложных операций. Она стала одним из победителей конкурса #ifihadglass, проводимого Google для выявления наиболее оригинальных идей использования фирменных очков дополненной реальности.

Применение Google Glass в медицине (изображение: Mark Nowlin / The Seattle Times).

Стоит отметить, что победители конкурса не выигрывали этот гаджет, а лишь получали право приобрести его одними из первых за полторы тысячи долларов. Всего таких счастливцев оказалось около восьми тысяч. В интервью изданию The Seattle Times доктор Эванс так описывает возможности Google Glass:

Если во время операции я столкнусь с непредвиденной или незнакомой ситуацией (например, обнаружу редкую опухоль), то смогла бы использовать трансляцию видео в реальном времени [через Google Glass], чтобы показать клинический случай другим специалистами и получить от них консультативную помощь.

Доктор Хизер Эванс тестирует Google Glass в медицинском центре (фото: Ken Lambert / The Times).

В адрес Эванс уже прозвучали едкие комментарии относительно того, что таким образом она желает разделять ответственность и прибегать к «помощи зала» в трудную минуту. 

Однако готовность воспользоваться помощью коллег скорее подтверждает профессионализм хирурга и говорит о его умении ставить благо пациента выше собственных амбиций. 

Современный текст «Клятвы врача» даже содержит соответствующее обязательство: «…в необходимых случаях прибегать к советам коллег, более меня опытных и сведущих, отдавая должное их заслугам и стараниям».

Эванс поясняет, что, несмотря на типовые подходы, каждая операция уникальна:

«Если вы поговорите с любым хирургом начистоту, то обнаружите, что все мы постоянно сталкиваемся с чем-то новым. Теперь коллеги могут сразу увидеть это».

Для наглядной иллюстрации такой необходимости Эванс выкладывает на YouTube подборку видеороликов, в которых демонстрируется применение Google Glass в медицине.

http://www.youtube.com/watch?v=-iWLVukcQnk

Вдобавок на экран очков можно голосовым запросом вывести требуемую информацию о пациенте прямо по ходу операции. Больше нет необходимости отвлекаться на уточнение записей или смотреть на показания приборов. Перед глазами хирурга всегда только операционное поле и все нужные в данный момент сведения.

Рассуждая о применении очков дополненной реальности в медицине, Эванс говорит и о широких возможностях обучения сложным манипуляциям. Все они имеют массу особенностей, и вид от первого лица передаёт их характер наилучшим образом.

Ранее «Компьютерра» уже писала о другом докторе – Кристофере Кединге (Christopher Kaeding), который в августе начал транслировать студентам видео проводимых им операций в формате «от первого лица». 

Кединг и его коллеги из Медицинского центра Векснера также считают, что данный метод обучения будет более эффективен. Это уже не просто взгляд со стороны из-за спин сокурсников. Весь процесс операции воспринимается так, как если бы студент выполнял её самостоятельно.

http://www.youtube.com/watch?v=vmGLN-wR0BY

Как и многие другие хирурги, Хизер Эванс в восторге от потенциала нового устройства. Но она также отмечает, что с использованием Google Glass пока имеется целый ряд технических трудностей и юридических тонкостей.  

Если первые ограничения вполне понятны для ранней версии гаджета, то последние возникают совершенно искусственно. Речь о трактовке некоторых федеральных законов, касающихся вопросов конфиденциальности и регулирующих правомерность передачи информации о пациенте, включая его фотографии и видеозаписи с ним.