Tuoksuja voi kenties pian jakaa verkossa ja käyttää virtuaalitodellisuuksissa

12.04.2016 - Lukuaika 4 minuuttia
- Keho, mieli ja sukupuoli Mediat ja teknologia
Veikko Surakka - Vuorovaikutteisen teknologian professori, psykologian tohtori - Tampereen yliopisto, Informaatiotieteiden tieteenalayksikkö

Tuoksujen maailma on ihmisille luultua tärkeämpi. Tuoksut saavat meidät rakastumaan, pelkäämään ja toimimaan. Kohta tuoksut voivat myös tulla osaksi tietokonepelejä ja virtuaalitodellisuuksia. Uusi tutkimushanke kehittää sähköistä nenää, jonka avulla tuoksuja voisi digitoida ja tuottaa uudelleen.

Viime aikoina on alettu tiedostaa tuoksujen merkitys ihmisen toiminnassa. Tuoksujen välityksellä tunnistamme asioita, ne virittävät meissä muistoja, tunteita ja ne motivoivat käyttäytymistämme monin tavoin.

Nyt teknologinen kehitys mahdollistaa tuoksujen digitoinnin eli muuntamisen digitaaliseen muotoon. Digital Scents -hankkeen tavoite on kehittää järjestelmäprototyyppi, jossa keinotekoinen hajuaisti, sähköinen nenä, mittaa ja muuntaa tuoksuja numeeriseen muotoon. Tämän jälkeen järjestelmäprototyyppi tuottaa tuoksut uudelleen tarkoin hallittavalla, itse oppivalla tuoksusyntetisaattorilla.

Idea on tietyllä tavalla aivan uusi. Vaikka erilaisia tuoksugeneraattoreita on jo kaupallisesti saatavissa, vielä ei ole järjestelmää, joka mittaa, oppii ja valmistaa tosielämän tuoksuja vastaavia tuoksuja.

Keinotekoisesti valmistettuja tuoksuja voisi käyttää osana tunteiden, muistijälkien ja vaikkapa ruokahalun säätelyä.

Sovellusalueita on useita. Keinotekoisesti valmistettuja tuoksuja voisi käyttää osana tunteiden, muistijälkien ja vaikkapa ruokahalun säätelyä. Niitä voi myös välittää tietoverkossa minne tahansa. Tuoksut tuovat tietokonepeleihin ja virtuaalitodellisuuteen aivan uuden elementin. Edelleen digitaalinen markkinointi sekä erilaisten tilojen, kuten kotien, tuoksuympäristöjen räätälöinti mahdollistuu.

Tuoksujen digitointi mahdollistaa paitsi tuoksujen hallitun tuoton, myös ihmisen käyttäytymisen ja tuoksujen välisen yhteyden tutkimuksen.

Aiemmin on arvioitu, että ihmisen hajuaisti on heikko. Tuoksumaailma näyttää kuitenkin olevan ihmisille luultua merkityksellisempi. Viime aikoina on havahduttu siihen, että hajuaisti on vanhin ihmisen aisteista ja toimii ehkä yllättävänkin hyvin.

Ihminen pystyy tunnistamaan ainakin 10 000 eri tuoksua.

Ihminen pystyy tunnistamaan ainakin 10 000 eri tuoksua. Lisäksi hajuaisti voi erotella jopa yli miljardi tuoksua toisistaan. Tämä tarkoittaa, että ihminen kykenee useita tuoksuja haistellessaan erottamaan ne toisistaan, vaikkei osaisikaan nimetä niitä. Hajuaisti olisi siten merkittävästi parempi erottelemaan kuin kuin näkö- tai kuuloaisti.

On jopa esitetty, että ruokaan, juomaan ja kasvikunnan tuotteisiin liittyviä tuoksuja ihmiset ja muut kädelliset haistaisivat muita eläimiä paremmin. Useat tutkimukset osoittavat lisäksi, että tuoksut aktivoivat ihmisten vireystilaa ja voivat herättää vahvoja tunnekokemuksia. Tuoksut myös muodostavat merkittävän osan makuaistimuksistamme ja vaikuttavat siihen, miten käsittelemme informaatiota.

On näyttöä siitä, että kun pelkäämme, se vaikuttaa aineenvaihduntaamme ja siihen, minkälaista tuoksua meistä erittyy. Kun tätä erittynyttä tuoksunäytettä sitten annetaan muiden tuoksunäytteiden seassa ihmisten haistettavaksi, he pystyvät valitsemaan pelon aikaisen tuoksunäytteen muiden joukosta. Mielenkiintoista on myös se, että he eivät pysty näitä pelkoon liittyviä tuoksunäytteitä sen kummemmin verbaalisesti kuvailemaan. Tällaisissa tutkimuksissa ihmisen tuoksujen analysointi on siis alitajuista. Edelleen tiedetään, että nämä alitajuisesti käsitellyt tuoksut vaikuttavat siihen, miten tulkitsemme kasvojen ilmeitä, jotka ovat jollain tavalla moniselitteisiä.

Hiljattain Yle Teemalla esitetyssä tiededokumentissa (Tuoksujen maailma, 3.3.2016) kerrottiin hajuaistinsa menettäneestä ihmisestä. Tavatessaan entisen kumppaninsa hän ei kokenut enää minkäänlaista tunneyhteyttä tähän, koska ei voinut haistaa hänen tuoksuaan.

Tuoksut voivat olla kemialliselta koostumukseltaan hyvin monimutkaisia. Esimerkiksi kahvin tuoksussa tiedetään olevan yli 600 erilaista kemiallista osatekijää. Yleensä jokin tuoksu sisältää satoja tai tuhansia haihtuvia molekyylejä. Mielenkiintoista kuitenkin on se, että joissain tapauksissa tuoksu voitaisiin valmistaa huomattavasti pienemmällä määrällä. Kahvin tuoksu voidaan luoda uudelleen ”vain” kymmenellä keskeisellä tuoksun avaintekijällä (engl. key odor component).

Jotta tuoksujen digitointia koskeva tutkimuksemme olisi hallittavissa, valitsemme aluksi tuoksuja, joiden tunnistettava ominaistuoksu voidaan saada aikaan vain yhdellä tai kahdella avaintekijällä. Tuoksujen on oltava sekä ihmisten että sähköisen nenän aistittavissa. Lisäksi niiden tulee virittää meissä tunnetason reaktioita ja kokemuksia. Tuoksujen uudelleen tuottamista varten tarvitaan vielä erillinen tuoksusyntetisaattori, jonka toimintaa pystymme tarkoin hallitsemaan. Tavoite on, että syntetisaattori olisi lopulta itse oppiva.

Aluksi keinonenän mittaamaa tuoksun ominaisjälkeä käytetään lähtötietona, jonka perusteella syntetisaattori pyrkii tuottamaan vastaavan tuoksujäljen. Tämä tapahtuu niin, että meillä on tietty määrä tuoksukomponentteja, joista mitattu tuoksu oletetusti muodostuu. Emme vain tiedä, missä suhteessa näitä komponentteja pitää sekoittaa. Syntetisaattorilla on aluksi jokin arvaus komponenttien suhteesta, jonka perusteella se sekoittaa komponentit ja annostelee sekoitteen keinonenälle, joka mittaa tämän seossuhteen tuoksujäljen.

Tätä tuoksujälkeä verrataan alkuperäiseen ja lasketaan arvo, joka kertoo, kuinka hyvän tuloksen arvattu seossuhde tuotti. Tämän pohjalta koneälyalgoritmi laskee seuraavan komponenttiyhdistelmän, siirtää sen tuoksusyntetisaattorille, joka tekee uuden sekoitteen ja annostelee sen keinonenälle. Taas sekoitteen tuoksujälkeä verrataan alkuperäiseen ja lasketaan onnistumista kuvaava arvo.

Kun onnistumista kuvaavaa arvoa ei enää kyetä parantamaan, testaamme ihmisten avulla, kuinka lähellä koneen tuottama tuoksu on alkuperäistä tuoksua. Vaikka alkuperäinen keinonenällä mitattu tuoksujälki ja tuoksusyntetisaattorin tuottama tuoksujälki olisivat samat, saattaa ihminen siitä huolimatta aistia tuoksut erilaisiksi.

 

Digital Scents -tutkimus toteutetaan kolmen tutkimusryhmän poikkitieteellisenä yhteistyönä:

Professori Veikko Surakka hankkeen vastuullinen johtaja on Tampereen yliopiston informaatiotieteiden yksiköstä, ja hän ryhmineen vastaa myös tuotettavien tuoksujen aistimiseen liittyvästä kokeellisesta tutkimuksesta. email: veikko.surakka@uta.fi

Professori Jukka Lekkala Tampereen teknillisen yliopiston Systeemitekniikan laitokselta vastaa tuoksuja analysoivien teknologioiden kehityksestä.

Professori Pasi Kallio Tampereen teknillisen yliopiston Systeemitekniikan laitokselta vastaa itseoppivien tuoksusyntetisaattoriteknologioiden kehityksestä.

 
 

Veikko Surakka

Vuorovaikutteisen teknologian professori, psykologian tohtori - Tampereen yliopisto, Informaatiotieteiden tieteenalayksikkö
 

Kommentit

Uutistamo

Kirjaudu tai luo tunnus Uutistamoon
Twitter- tai Facebook-tunnuksillasi

Facebook Twitter

Uutistamo ei lähetä viestejä Facebookiin tai Twitteriin puolestasi.