초음파로 냄새를 인위적으로 유발하는 혁신 기술
초음파를 이용해 화학 카트리지 없이 냄새를 유발하는 새로운 장치가 개발되었습니다. 이 장치는 코가 아닌 뇌의 후구(olfactory bulb)를 직접 자극하여 가상 현실(VR) 경험을 한 차원 높일 가능성을 보여줍니다. 전통적인 화학物质 기반 방식의 한계를 극복한 이 연구는 냄새 재현 기술의 혁신을 가져올 수 있습니다.
한 독립 연구진이 초음파를 사용하여 인공적으로 냄새를 유발할 수 있는 장치를 개발했으며, 소모성 카트리지가 필요하지 않습니다. 현재의 가상 현실(VR)은 시각과 청각 자극에 집중하고 있으며, 사용하는 액세서리에 따라 제한적인 촉각 피드백을 제공할 뿐, 다른 감각은 거의 다루지 않고 있습니다. 매우 틈새시장을 제외하면, 오늘날의 기술로 아직 구현하지 못한 감각 중 하나가 바로 후각입니다.
과학자들은 후각을 가장 원초적인 감각으로 설명합니다. 후각 신경은 다른 감각들이 거치는 고차원적인 대뇌피질을 우회하여 대뇌변연계(limbic system)에 직접 연결되기 때문입니다. 대뇌변연계에는 기억이 형성되는 해마(hippocampus)가 포함되어 있는데, 이것이 바로 냄새가 종종 훨씬 더 생생하게 오래된 기억을 떠올리게 하는 이유입니다. 시각적 튜링 테스트(Visual Turing Test)가 결국 통과된다 하더라도, 가상 세계에서 나야 할 냄새가 완전히 결여된 채 여전히 자신이 있는 물리적 방의 냄새만 맡고 있다면 잠재의식은 결코 자신이 다른 장소에 있다고 진정으로 느끼지 못할 것이라고 주장할 수 있습니다.
수년 동안 이 문제를 해결하려는 많은 시도가 있었습니다. 유명하게도, 현대의 가상 현경보다 훨씬 이른 1950년대에 'Smell-O-Vision' 및 'AromaRama'라는 브랜딩을 갖춘 시스템들이 영화관에 냄새를 도입하려 했지만 평가가 매우 좋지 않아 단명했습니다. 다만 최근 일부 '4D 영화관'에서 소수의 영화를 위해 비슷한 시도를 다시 시작했습니다. 2016년 오큘러스 리프트(Oculus Rift)와 HTC 바이브(Vive)의 출시로 촉발된 VR 붐에 편승하여, Feelreal 및 Vaqso를 포함한 여러 스타트업이 헤드셋용 클립온 액세서리로 냄새를 VR에 대중화하려고 시도했지만, 일부 틈새 의료 용도를 제외하고는 모두 실패했습니다.
이러한 모든 시도가 실패한 이유는 향기가 담긴 액체 카트리지 등을 통해 코를 향해 화학 물질을 물리적으로 방출하는 방식에 의존했기 때문입니다. 이러한 방식은 전자담배와 동일한 엄격한 규제 환경에 놓이게 만들어 상당한 법적 장애물을 초래할 뿐만 아니라, 사용자가 지속적으로 리필을 구매해야 하고 표현할 수 있는 냄새가 본질적으로 제한되며, 일부 냄새는 너무 오래 남아 있는 문제가 있습니다. 이는 냄새가 가상 현실의 대중적인 일부가 되기에 결코 실용적인 접근 방식이 아닙니다.
바로 이것이 소규모 독립 연구진의 새로운 접근 방식이 매우 유망하고 혁신적으로 보이는 이유입니다. '새로운'이라고 말할 때, 이 팀이 지난 11월에 이를 처음 발표했다는 점을 분명히 밝혀야 하지만, 그럼에도 불구하고 여러분의 주목을 끌 만한 가치가 충분하다고 생각합니다. 네 명으로 구성된 연구팀은 레브 치조프(Lev Chizhov), 알버트 옌-후앙(Albert Yan-Huang), 토마스 리베이로(Thomas Ribeiro), 아유쉬 굽타(Aayush Gupta)입니다. 치조프는 수학과 물리학 배경을 가진 신경과학 기술 기업가이고, 옌-후앙은 계산 및 신경 시스템 배경을 가진 캘리포니아 공과대학(Caltech)의 연구원이며, 리베이로와 굽타는 소프트웨어 엔지니어링 및 AI 전문 지식을 가진 공동 연구원입니다.
이 장치는 코를 전혀 겨냥하는 대신, '두개골을 통과하는 집속 초음파(focused ultrasound)'를 사용하여 뇌의 후구(olfactory bulb)를 직접적으로 겨냥합니다. 연구진은 자신들이 아는 한 동물실험을 포함해 이전에 이런 시도를 한 사람이 아무도 없다고 말합니다. 후구를 겨냥하는 데 있어서의 어려움은, 그것이 코의 상단 뒤쪽 깊숙이 묻혀 있고 코는 방출기(emitter)를 위한 평평한 표면을 제공하지 않는다는 것입니다. 또한 초음파는 공기 중에서 잘 전달되지 않습니다.
연구진이 생각해 낸 해결책은 '안정성과 일반적인 편안함을 위해 단단하고 젤리 같은 패드'를 대신 이마에 부착하고, 초음파를 아래쪽으로 향하게 하여 후구를 향하게 하는 것이었습니다. 최적의 배치를 결정하기 위해 그들은 팀원 중 한 명의 두개골 MRI를 사용하여 '방출기가 어디를 향할지, 그리고 초음파 파동이 실제로 집중되는 초점 영역(focal region)이 후구(자극의 대상)와 어떻게 일치하는지 대략적으로 결정'했습니다. 우리는 '이마 바로 아래에 초점을 맞추고 아래쪽으로 후구를 향해 기울어진 저주파 초음파'에서 최적의 '스윗 스팟(sweet spot)'을 발견했습니다. 구체적으로는 다음과 같습니다:
• 300 kHz 주파수 (두개골을 잘 통과할 수 있을 만큼 낮음) • 초점...