e-Taste: Thiết bị lưỡi điện tử giúp bạn ở Mỹ thưởng thức hương vị phở Hà Nội buổi sáng, nhâm nhi cà phê Sài Gòn vừa mới pha, hay thưởng thức bánh canh nóng hổi từ Đà Nẵng, tất cả đều diễn ra trong thời gian thực.

Độ trễ chỉ khoảng 0,2 giây, được truyền qua hệ thống cáp quang biển AAG kết nối từ California đến Việt Nam.

Hãy quan sát bức ảnh này, một nhà nghiên cứu tại Đại học Ohio đang ngậm trong miệng một khối lập phương nhỏ với kích thước 1,5 cm. Đó là e-Taste, một giao diện vị giác có khả năng tái tạo mọi hương vị trên thế giới.

Trong khi đứng tại khuôn viên Đại học Ohio, thuộc thành phố Athens ở miền Trung nước Mỹ, nhà nghiên cứu này thực chất đang thưởng thức một cốc nước chanh vừa được pha tại Vịnh San Francisco, cách nơi anh ấy đứng hơn 00 km về phía Tây.

Chỉ 1,4 giây trước, một đồng nghiệp đứng trước Cầu Cổng Vàng đã nhúng cảm biến hương vị vào cốc nước chanh dành cho anh ấy. Cảm biến ngay lập tức thu thập vị của các phân tử hóa học trong nước chanh, chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện và truyền lên đám mây internet, trước khi gửi đến Đại học Ohio tại Athens.

Khi ngậm khối e-Taste trong miệng, toàn bộ hương vị của cốc nước chanh từ San Francisco được tải xuống từ đám mây và tái tạo lại trong miệng nhà nghiên cứu thông qua các tín hiệu hóa học trên lưỡi.

Trong thí nghiệm độc đáo và chưa từng có này, giao diện vị giác e-Taste đã cho phép hai người ở hai vùng khác nhau của nước Mỹ cùng thưởng thức một món ăn. Đặc biệt hơn, trải nghiệm này diễn ra hoàn toàn trong thời gian thực.

Về mặt lý thuyết, e-Taste cũng có thể giúp một người ở Mỹ thưởng thức phở sáng Hà Nội, cà phê Sài Gòn vừa pha, hay bánh canh nóng hổi từ Đà Nẵng với độ trễ chỉ khoảng 0,2 giây, nhờ tuyến cáp quang biển AAG kết nối giữa California và Việt Nam.

Giao diện vị giác: Giấc mơ của các nhà khoa học

Thế kỷ 21 đang chứng kiến sự bùng nổ của công nghệ thực tế ảo. Chỉ cần đeo kính VR (Virtual Reality), bạn có thể ngay lập tức di chuyển đến bất kỳ địa điểm nào trên Trái Đất. Hệ thống loa cao cấp hoặc tai nghe 3D có thể đưa bạn vào bất kỳ nhà hát, phòng hòa nhạc hay sự kiện âm nhạc nào trên thế giới.

Tuy nhiên, một mục tiêu tưởng chừng đơn giản hơn là mô phỏng vị giác, giúp bạn đeo kính VR tại nhà và thưởng thức hương vị của một cốc cà phê đá tại một quán cà phê ảo, lại là điều bất khả thi cho đến thời điểm hiện tại.

Vị giác thực sự là giác quan khó bị đánh lừa nhất trên cơ thể con người.

Trong khi bạn có thể sử dụng sóng ánh sáng và sóng âm – những tác nhân vật lý đơn giản phát ra từ kính thực tế ảo hoặc tai nghe không dây – để đánh lừa não bộ rằng bạn đang ở trong một quán cà phê, bạn cần mô phỏng hương vị của một cốc cà phê đá và khiến não bộ tin rằng bạn đang thưởng thức nó.

Không có tín hiệu vật lý đơn giản nào có thể thực hiện được điều này với vị giác.

Lý do cho sự phức tạp này là vì vị giác liên quan đến các tín hiệu hóa học chứ không chỉ đơn thuần là vật lý. Khi bạn uống một cốc cà phê, hàng trăm phân tử khác nhau trong cốc cà phê đó sẽ tiếp xúc ngẫu nhiên với khoảng 10,000 nụ vị giác trong miệng của bạn.

Mỗi nụ vị giác chứa từ 50 đến 150 tế bào thụ cảm, nhạy cảm với các hương vị khác nhau. Chúng phân bố ở nhiều vị trí trong khoang miệng, từ lưỡi, vòm miệng, họng đến một phần thực quản.

Khoảng 1,5 triệu tế bào thụ cảm này sẽ phối hợp để chuyển đổi tín hiệu hóa học từ thực phẩm bạn ăn thành tín hiệu điện, sau đó truyền qua các dây thần kinh đến não để cho bạn biết vị của thực phẩm đó như thế nào.

Sự phức tạp này là lý do tại sao "các giao diện vị giác hiện tại lại tụt hậu xa so với giao diện thực tế ảo và thực tế tăng cường trong việc mô phỏng thị giác và thính giác của con người", theo các nhà khoa học từ Đại học Ohio, Hoa Kỳ.

"Nghiên cứu của chúng tôi giới thiệu một giao diện vị giác tích hợp sinh học, có khả năng kết nối hóa học giữa các không gian vật lý cách xa nhau thông qua chiến lược Internet vạn vật (IoT), cho phép người dùng trải nghiệm nếm từ xa."

e-Taste: Thiết bị lưỡi điện tử giúp bạn thưởng thức mọi món ăn từ xa

Để đạt được điều này, các nhà khoa học tại Đại học Ohio đã phát triển một giao diện vị giác mang tên e-Taste. Thiết bị này bao gồm hai phần chính. Phần đầu tiên là một cảm biến điện-hóa đa kênh, có khả năng thu thập thông tin hóa học từ thực phẩm.

Cảm biến này hoạt động như một "lưỡi điện tử", có thể phân tích các thành phần hóa học tạo nên hương vị của thực phẩm. Khi bạn nghiền nhuyễn thức ăn thành dạng lỏng và nhỏ lên cảm biến, nó sẽ chuyển đổi các tín hiệu hóa học thành tín hiệu điện, sau đó lưu trữ dữ liệu lên đám mây.

Dữ liệu này sau đó được tải xuống từ đám mây và nạp vào thiết bị cuối cùng. Đó là một khối lập phương chứa 5 gói chất lỏng, bao gồm nước đường (tạo vị ngọt), axit citric (tạo vị chua), nước muối (tạo vị mặn), dung dịch MgCl₂ (tạo vị đắng) và mì chính lỏng (tạo vị umami).

Vì tất cả các món ăn đều kích thích lưỡi dựa trên 5 vị cơ bản này, nguyên lý hoạt động của e-Taste rất đơn giản: Nó tiết ra các chất lỏng theo tỷ lệ khác nhau để mô phỏng hương vị của từng món ăn.

Nhưng đây mới là thành phần quan trọng nhất của e-Taste: một dải băng mà bạn sẽ ngậm vào miệng. Dải băng này chứa các kênh vi lỏng, có khả năng dẫn hỗn hợp cocktail tạo vị được pha trộn theo các tỷ lệ khác nhau, đến các vùng chứa nụ vị giác nhạy cảm với các hương vị khác nhau trên lưỡi.

Khi bạn ngậm dải băng này, các thuật toán sẽ tự động tính toán vị trí nào cần được kích hoạt bởi hỗn hợp với thành phần và thời gian cụ thể. Kết quả là bạn sẽ cảm nhận được hương vị chân thực, không chỉ đơn thuần là nếm một hỗn hợp hóa học được tạo ra từ dữ liệu đám mây.

Để kiểm tra nguyên mẫu giao diện e-Taste, các nhà khoa học tại Đại học Ohio đã tiến hành một thí nghiệm. Họ yêu cầu một người uống cốc nước chanh tại Cầu Cổng Vàng (Golden Gate Bridge), biểu tượng của vịnh San Francisco. Sau đó, người này nhúng cảm biến vị giác vào cốc nước chanh đang uống.

Toàn bộ thông tin mà cảm biến thu thập được tải lên đám mây trong thời gian thực. Tại Đại học Ohio, cách Cầu Cổng Vàng 00 km, một nhà khoa học ngậm dải băng trên thiết bị cuối của e-Taste.

Chỉ trong vài giây, anh ấy đã có thể cảm nhận hương vị của cốc nước chanh mà đồng nghiệp đang uống cách đó một vòng nước Mỹ. Độ chính xác của hương vị tái tạo từ e-Taste hiện được đánh giá ở mức 70%.

Đưa thực tế ảo lên một tầm cao mới

Thí nghiệm trên là bằng chứng khái niệm cho thấy giao diện vị giác e-Taste có khả năng giúp chúng ta trải nghiệm vị giác từ xa.

Hãy tưởng tượng bạn đang xem một Vlog du lịch trên Youtube và người dẫn chương trình bắt đầu giới thiệu phần bạn yêu thích nhất: ẩm thực địa phương.

Nếu Youtuber mang theo cảm biến và nhúng nó vào món ăn họ đang thưởng thức, bạn ngồi ở nhà, trước màn hình và ngậm dải băng của e-Taste, cũng có thể nếm được món ăn đó, thậm chí trong buổi phát trực tiếp livestream.

Tất cả những món ngon đắt đỏ như bào ngư, cua hoàng đế, hay tôm hùm Alaska – bạn đều có thể "ăn" chúng miễn phí trên Youtube, hoặc chỉ cần trả phí theo gói Youtube Premium.

e-Taste thậm chí còn giúp bạn nếm thử những món ăn đã tuyệt chủng, chẳng hạn như các loại quả mà khủng long từng ăn. Dựa trên hóa thạch của chúng, các nhà khoa học có thể tái tạo lại hương vị trên e-Taste.

Khả năng của giao diện vị giác này còn vượt xa hơn thế.

Bạn có nhớ vẻ mặt của Jake Sully khi ăn quả Yovo không? Đó là một loại quả chỉ có trên hành tinh Pandora trong bộ phim viễn tưởng Avatar. Dù mọi thứ trong phim đều là hư cấu, e-Taste vẫn có thể giúp bạn nếm được chúng qua màn hình, ngay tại nhà mà không cần du hành đến Pandora.

Đúng vậy, e-Taste được thiết kế ban đầu cho môi trường thực tế ảo, không chỉ mô phỏng các món ăn thực tế mà còn có thể tạo ra những hương vị hoàn toàn mới.

Điều này đã được chứng minh qua một thí nghiệm tại Đại học Ohio, nơi các nhà nghiên cứu mời tình nguyện viên ngậm e-Taste và tham gia một trò chơi nấu ăn trong môi trường thực tế ảo.

Bằng cách thay đổi công thức chế biến, họ đã tạo ra các món ăn với hương vị khác nhau trong môi trường số hóa.

"Giao diện vị giác sẽ mở ra một kỷ nguyên mới, nơi các hệ thống thực tế ảo và thực tế tăng cường được tích hợp với các thành phần hóa học, cho phép người dùng không chỉ nghe và nhìn mà còn nếm được thế giới ảo.

Điều này sẽ nâng cao trải nghiệm đắm chìm và tạo nền tảng cho "siêu vũ trụ" với các ứng dụng tiềm năng như trò chơi nhập vai, mua sắm trực tuyến, giáo dục từ xa, quản lý cân nặng, kiểm tra cảm giác, phục hồi chức năng và nhiều hơn nữa", theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Ohio.

Trong tương lai, việc bạn ở Mỹ và thưởng thức một bát phở nóng hổi từ Hà Nội sẽ không còn là viễn tưởng. Chỉ cần chủ quán phở cung cấp dịch vụ e-Taste, nhúng cảm biến vào bát phở và tải hương vị lên đám mây, bạn có thể download dữ liệu và thưởng thức ở bất cứ đâu.