Virtual Space with Scents Realized by Using Miniaturized OlfactoryDisplay and Computational Fluid Dynamics

使用小型化嗅觉显示器和计算流体动力学实现的气味虚拟空间

• 批准号: 22300073
• 负责人: NAKAMOTO Takamichi
• 金额: $ 11.9万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22300073/
• 关键词: 感性インタフェース; 人工現実感; 嗅覚ディスプレイ; 匂い近似; 要素臭; 流体シミュレータ; 風感; 温熱感; 残香; マニフォールド; ダイナミックレンジ; 水晶振動子センサ; 同時吸着法; 初期値設定問題; レーザスキャナ; 電気浸透流ポンプ; 弾性表面波; 質量分析器

We developed a miniaturized olfactory display and realize virtual space with scents. It consisted of electroosmotic pumps and a surface acoustic device. It is smaller than a credit card and can blend up to 8 odor components just in front of a user’s nose. It has little smell persistence even when a low-volatile scent is presented. Then, we studied a set of odor components to cover wide range of smells. The basis vectorswere extracted using mass-spectrum data and NMF (Nonnegative Matrix Factorization) method. We performed the experiment on odor approximation using essential oils. Approximated orange, mint and black pepper were identified with 90% probability when we used 30 odor components. Moreover, we studied the distance metric for NMF method. We found that good approximation capability over wide range of intensity was obtained when we used IS (Itakura-Saito)-divergence rather than the Euclidean distance and KL divergence.Then, we developed the method to calculate odor intensity at arbitrary position under the environment with obstacles using CFD (Computational Fluid Dynamics) method. The distribution of odor concentration was obtained using CFD method when the room geometry was measured by a laser scanner and wall-temperature distribution was measured by thermography. Furthermore, we fabricated the system to present odor and airflow simultaneously so that the impression of wind can be added. A user feels wind and odorcoming from the LCD monitor. The location of a virtual odor source can be controlled. Then, we presented odors from warm food and beverage at the conference after the introduction of a heater.

我们开发了微型嗅觉显示，并用疤痕实现虚拟空间。它由电脑泵和表面声设备组成。它比信用卡要小，并且在用户鼻子前最多可以混合8种气味组件。即使出现了低挥发性气味，它也几乎没有气味。然后，我们研究了一组气味成分，以覆盖多种气味。使用质谱数据和NMF（非负矩阵分解）方法提取基础矢量。我们使用精油对气味近似进行了实验。当我们使用30个气味成分时，鉴定出近似橙色，薄荷和黑胡椒的概率为90％。此外，我们研究了NMF方法的距离度量。我们发现，当我们使用的是（itakura-saito） - 差异，而不是欧几里得距离和KL差异时，可以在广泛的强度上获得良好的近似能力。然后，我们开发了一种方法，以使用CFD（计算流体动力学）方法来计算环境下在环境下进行任意位置的气味强度。当通过激光扫描仪测量房间几何形状并通过热量表测量壁温分布时，使用CFD方法获得气味浓度的分布。此外，我们制造了系统以呈现气味和气流，以便可以添加风的印象。用户从LCD显示器中感觉到风和气味。可以控制虚拟气味源的位置。然后，在引入加热器后，我们在会议上呈现了温暖的食物和鲜血的气味。

项目成果

Improvement of Olfactory Display Using Electroosmotic Pumps and a SAW Device for VE Application

使用电渗泵和用于 VE 应用的 SAW 装置改进嗅觉显示

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proc.ICAT (International Conference of Artificial Teleexistence)
• 作者: Yossiri Ariyaku;Nakamoto Takamichi
• 通讯作者: Nakamoto Takamichi

超小型液体ポンプとSAW霧化器を用いた嗅覚ディスプレイの基礎的研究

利用超小型液泵和声表面波雾化器进行嗅觉显示的基础研究

• 发表时间: 2010
• 期刊: 日本バーチャルリアリティ学会論文誌
• 作者: Minami;T.;Changvisommid;L.;Nakajima;K.;Nakauchi;S;アーリヤクンヨッシリ,中本高道
• 通讯作者: アーリヤクンヨッシリ,中本高道

嗅覚ディスプレイ最前線

最前沿的嗅觉展示

• 发表时间: 2010
• 期刊: ディスプレイ
• 作者: T.Fujimura;Y.Yoshitomi;T.Asada;M.Tabuse;中本高道
• 通讯作者: 中本高道

濃縮管を用いた実時間質量分析器の飲料検出への応用

浓缩管实时质谱仪在饮料检测中的应用

• 发表时间: 2012
• 作者: 今井;中本
• 通讯作者: 中本

Olfactory display using a miniaturized pump and a SAW atomizer for presentinglow-volatile scents

使用微型泵和 SAW 雾化器呈现低挥发性气味的嗅觉显示器

• 发表时间: 2011
• 作者: 松田雅弘;新田收;小山貴之;久保田直行;塩田琴美;勝又泰貴;二瓶篤史;高梨晃;宮島恵樹;川田教平;野北好春;河方けい;網本和;片岡駿,安田宗樹,樺島祥介,田中和之;Y.Ariyakul and T.Nakamoto
• 通讯作者: Y.Ariyakul and T.Nakamoto