Một nhóm nhỏ gồm các nhà nghiên cứu độc lập đang cố gắng lấp đầy "liên kết khứu giác" còn thiếu từ lâu cho thực tế ảo. Tuy nhiên, con đường họ chọn không phải là phát ra mùi trong không khí mà là “viết” khả năng nhận biết mùi trực tiếp vào não. Thiết bị nguyên mẫu do nhóm phát triển sử dụng sóng siêu âm tập trung để kích thích chính xác khứu giác chịu trách nhiệm xử lý thông tin khứu giác mà không cần bất kỳ hóa chất, hộp mùi hay thiết bị tiêm nào. Nếu việc xác minh tiếp theo là khả thi, nó được kỳ vọng sẽ mang lại trải nghiệm phong phú mới cho thực tế ảo và tăng cường.
Hệ thống nhập vai hiện tại chủ yếu xoay quanh thị giác và thính giác. Cũng đã có một số tiến bộ trong phản hồi xúc giác, nhưng khứu giác, thứ liên quan chặt chẽ nhất đến trí nhớ và cảm xúc, hầu như vẫn chưa có. Về mặt sinh học, các tín hiệu khứu giác sẽ trực tiếp đi vào hệ thống limbic, bao gồm cả vùng hải mã, mà không cần trải qua quá trình xử lý vỏ não ở cấp độ cao hơn. Con đường đặc biệt này được coi là cơ chế then chốt của “khứu giác gợi lại ký ức” và cũng là một hiệu ứng khó có thể tái tạo với VR hiện có.
Các thành viên nhóm nghiên cứu Lev Chizhov, Albert Yan-Huang, Thomas Ribeiro và Aayush Gupta đã quyết định từ bỏ con đường truyền thống là tái tạo mùi trong không khí và thay vào đó kích thích trực tiếp vùng khứu giác trong não thông qua sóng siêu âm. Họ nói rằng trước đây có rất ít nỗ lực sử dụng siêu âm để trực tiếp tạo ra nhận thức về mùi trong cơ thể sống, ngay cả trên mô hình động vật, vì vậy hướng đi này khá mang tính khám phá về mặt công nghệ.
Hầu khứu giác nằm phía trên khoang mũi. Nó sâu và được bọc trong xương và các mô mềm. Không dễ để truy cập nó từ bên ngoài đầu. Đồng thời, siêu âm có hiệu suất lan truyền kém trong không khí, khiến việc nhắm mục tiêu chính xác trở nên khó khăn hơn. Để làm điều này, các nhà nghiên cứu đã cố định đầu dò siêu âm trên trán, sử dụng thứ mà họ mô tả là "miếng đệm rắn, giống như thạch" để hỗ trợ và tạo sự thoải mái, sau đó nghiêng chùm tia siêu âm xuống vùng mục tiêu.
Nhóm đã sử dụng dữ liệu chụp cộng hưởng từ (MRI) từ một trong các nhà điều tra để ước tính tọa độ gần đúng và độ sâu của khứu giác nhằm xác định vị trí của tiêu điểm siêu âm. Trên cơ sở đó, họ liên tục điều chỉnh tần số siêu âm và thời gian phát xung để tìm ra tổ hợp thông số vừa có thể xuyên qua hộp sọ vừa tập trung năng lượng ở độ sâu mục tiêu để thu được phản hồi chủ quan tương đối ổn định.
Trong quá trình thử nghiệm, các đối tượng đã báo cáo nhiều trải nghiệm khác nhau, giữa mùi rõ ràng và cảm giác mơ hồ, bao gồm không khí trong lành, ozon, gỗ cháy và chất hữu cơ đang phân hủy. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng có một sự khác biệt tương đối rõ ràng giữa "khứu giác" và "cảm giác": cái trước có đường nét rõ ràng hơn và dường như có một điểm nguồn cụ thể, như thể phương hướng có thể bị khóa bằng cách "đánh hơi"; cái sau yếu hơn và chậm hơn, và chủ yếu được mô tả như một ấn tượng mơ hồ hơn là một mùi cụ thể có thể nhận dạng được.
Một số đối tượng cũng báo cáo những cảm giác vật lý nhẹ, chẳng hạn như ngứa nhẹ hoặc tê trên mặt, điều này cho thấy rằng kích thích siêu âm không chỉ hoạt động trên con đường khứu giác mà còn có thể liên quan đến cảm giác ngoại vi. Cách bạn thở cũng ảnh hưởng đến cường độ trải nghiệm: hít vào nhẹ nhàng có xu hướng khuếch đại khứu giác hoặc nhận thức này, vì vậy những người tham gia được yêu cầu "ngửi" nhẹ trong khi giữ thiết bị lên trán.
Trong một số thử nghiệm, các cảm giác liên quan dần dần tích tụ qua nhiều hơi thở, trong khi ở các trường hợp khác, chúng xuất hiện gần như đột ngột. Khi một số đối tượng ngửi thấy mùi tương tự như mùi rác thối, họ vô thức coi đó là mùi thật trong môi trường, thể hiện phản ứng trực quan tương tự như "nhầm ảo với thực tế".
Từ góc độ kỹ thuật, đây vẫn là một nguyên mẫu ban đầu: thiết bị hầu như không đủ tiêu chuẩn là một thiết bị "gắn trên đầu" nhưng hiện tại nó phải được cố định trên trán bằng tay. Để đạt được các ứng dụng thực tế, thiết bị cần được thu nhỏ hơn nữa và tích hợp sâu với phần cứng có thể đeo như tai nghe VR/AR để đáp ứng các yêu cầu về đeo lâu dài, sử dụng di động và an toàn.
Ý nghĩa tiềm ẩn của nghiên cứu này có thể vượt xa “mùi ảo”. Nó hướng tới một hướng đi rộng hơn: “ghi tín hiệu lên não” thông qua công nghệ không xâm lấn mà không cần phẫu thuật sọ não hay cấy điện cực, thay vì chỉ đọc những thông tin thụ động như điện não hay sự thay đổi lưu lượng máu. Triển vọng này hiện vẫn mang tính suy đoán cao, nhưng về mặt lý thuyết, các phương pháp tiếp cận tương tự có thể được mở rộng sang các giác quan và con đường nhận thức khác ngoài khứu giác.
Xét về các ứng dụng ngắn hạn và trung hạn có thể dự đoán được, phương tiện truyền thông đắm chìm là nơi hạ cánh trực tiếp nhất: nếu tai nghe có thể tạo ra "mùi trong não" mà không cần dựa vào hóa chất tiêu hao và hộp chứa mùi, thì điều đó sẽ loại bỏ hạn chế lâu dài trong thiết kế cảnh ảo. Tất nhiên, để thực sự thâm nhập vào thị trường tiêu dùng, chúng tôi vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật như kiểm soát chi phí, khối lượng và trọng lượng, giám sát an toàn và tính nhất quán của trải nghiệm. Do đó, trước tiên nó có nhiều khả năng được triển khai trên nền tảng đào tạo cấp doanh nghiệp, mô phỏng chuyên nghiệp và nghiên cứu khoa học.
Nhìn ở mức độ sâu hơn, con đường đi qua không khí vật lý và các phân tử hóa học và đi thẳng đến trung tâm khứu giác đã thay đổi trí tưởng tượng truyền thống của mọi người về "mùi kỹ thuật số". Nó không tái tạo nhiều loại mùi hoặc hương thơm khác nhau trong không gian thực mà cố gắng kích hoạt nhận thức chủ quan của não về việc "ngửi thấy một mùi nào đó" ở cấp độ thần kinh. Một khi ý tưởng này chín muồi, nó có thể mở ra một lộ trình kỹ thuật mới trong lĩnh vực điện toán nhận thức và tương tác giữa người với máy tính.