超越空间和距离的仪器——芳香气味发生器

香味指令人感到愉快舒适的气息和味感的总称，它是通过人们的嗅觉和味觉器官感觉到的。一般情况下，人们要闻到一件物体本身具有的气味，但是随着香精的发明，现在很多时候香精能够替代天然香味，随着仪器仪表的发展，现在科学家已经制造出了能产生香气的芳香发生器。

以色列着名的威茨曼研究所的数学家巴威·哈尔和生物化学家科隆·兰舍特经过长达三年的合作研究，已经能够大致分析出150种不同气味的特性。他们设想，如果能将气味的信息电子化，那就可以把这一电子信息传送到另一个遥远的地方，并且再在那儿把信息还原成气味。他们认为在不久的将来，我们完全可以利用一个电子鼻和一个气味发生器通过因特网来传送种种气味。椐介绍，电子鼻可以把气味转变为电子信息，而在线路另一端的气味发生器在接收到这一气味信息后就可混合出真正的气味来。这两位专家已经成功地研究出一套计算方法，此法可以把传感器探测到的气味电子化。此外他们表示，从技术上讲已完全有能力制造气味发生器。气味发生器装有150余种不同的“气味基本元素”，在收到传来的电子信息之后，就能调制出任意一种气味来。气味发生器还可以利用贮藏在CD或DVD光盘里的信息，重新制造气味，其过程和图像处理大同小异，只是在技术上更为复杂罢了。

气体的产生和传播

要了解气味电子化，我们首先要了解，气味是怎样产生和传播的？嗅觉器官又是如何感知气味的呢？骆德汉教授是广东工业大学信息工程学院仿生嗅觉/味觉传感技术研究室带头人，多年从事机器嗅觉/味觉传感理论、技术及应用研究，在采访中，骆教授告诉笔者，气味是化学分子在嗅觉器官的反应。当某种物质的分子扩散到空气中之后，它们被空气送到我们的鼻腔里，并对人的神经产生刺激，于是我们的鼻子便识别到了这种气味。不同的物质会散发出不同的气味分子，由于这些气味分子的结构不同，其特性也就有所不同。

气味的辨别方法

骆教授进一步解释道，人体辨别气味的必要条件是气味物质必须不断地向空气中挥发分子并能被吸入鼻腔，然后通过嗅觉神经到达大脑，由大脑作用形成嗅觉。人类的大脑可以辨别和记忆种类繁多的不同气味，因为人拥有由约1000种不同的基因组成的基因族群（约占人体基因的3％），正是它们产生了近千种气味受体类型（注：所有的气味受体都是相关的蛋白质，但是在特定的细节上有差异。这就能够解释为什么它们能被不同的气味分子所触发）。这些受体位于气味受体细胞上，专门用来辨别吸入的气味分子。然后将信息集中传给充当鼻脑中转站的嗅球，那里有结构精致的“嗅觉布置图”，它帮助大脑准确认知这些气味，使人能辨认出约1万种不同的味道。

嗅觉的组成

人体嗅觉系统是由嗅觉感受器接收气味信号的，人体嗅觉感受器是位于上鼻道及鼻中隔后上部的嗅上皮。从仿生学角度考虑，人体嗅觉感受器构成与机理可概括为三个部分：（1）鼻腔上皮组织（初级），那是接受气体并产生信号的第一个地方；（2）嗅觉球（二级），气体的种类通过“镜像”在这里形成；（3）大脑皮层，信息之间的联系在这里形成并存储。通过这个过程，各种不同的气味得以被人体所识别。

电子化原理

随着科学技术水平的不断提高，气味电子化是可以实现的。骆教授向记者介绍，任何气味都有其独特的性质，可以与某种化学物质发生物理反应或化学反应，造成某一物理量的变化（比如质量、颜色、电特性等变化），通过特定的信号转换机制可以将其转化成电信号，从而可以进行电子化传输。目前，“气味电子化”的实现方法可归纳为三种，即仿生学方法、数字化方法和仿生学与数字化相结合的方法。仿生学方法就是模仿生物嗅觉系统，可对任意不同多成分混合气味进行实时识别、记忆，并用因特网传送信息，然后在接收终端由气味元素合成产生气味；数字化方法是对有限种类气味进行分析，事先形成气味特性数据库。在工作时，气味发送端检测气味特征并用因特网传送气味特征编号，接收终端根据气味特征编号从气味特性数据库选出已库存的气味进行播放；仿生学与数字化相结合的方法就是在气味发送端通过仿生嗅觉装置实时检测气味，用因特网传送气味整体信息，在接收终端从气味库中播放气味。

发展情况

前景

尽管技术上还存在很多难题，但目前气味电子化已具备了一定的技术基础，更重要的是电子气味具有广泛的应用范围，特别是在网络已经成为人们生活中不可或缺内容的今天和未来，只要解决了上述关键技术问题，气味网络传输一定会成为人们喜爱的一个附属产品。

目前市场上已出现了一些初级的电子气味产品，而且电子气味的研究和应用正处于不断发展中。有报道称，日本的资生堂公司就正在研发一种通过网络传输香水气味的装置。它能通过电脑确认使用者所需的气味，然后通过特定装置散发出所指定的气味。法国电信也在进行通过网络传气味的研究。计算机需要连接上已含有各种香味的“香味发生器”，用户点击网站上所示的香水样本后，将收到一个该样本的信息，然后就可以通过“香味发生器”闻到气味了。美国最大的计算机产品展示会“COMDEX”上就有气味传输样品的展示。这个名叫“iSmell”的香味合成装置有点像鲨鱼的鱼翅，单外形就很特别，它内置了各种气味源的匣子，通过将各种气味组成来实现各种香味。

可以预见，随着计算机嗅觉研究的深入发展，网络气味电子化将得以实现，我们的生活也会因此而变得更为方便、快捷和丰富多彩。

远距离传播

以色列科学家所设想的“气味电子化”，简言之就是“气味采集-气味远距离电子传输（有别于其他气味传送方法）-气味复现”的过程。那么要实现这一过程，当前存在的技术难关是什么呢？要实现气味电子化，关键在于气味采集和气味复现这两个环节，需要突破的技术难关主要是气味采集装置和气味发生装置的研制和开发。首先是仿生嗅觉检测装置的研制，目前气味采集研究已有了一定的技术基础，并在某些领域获得初步应用，但由于仿生嗅觉传感器技术还很不成熟，因此要实现多成分混合气味的采集，难度很大。气味发生器研制也是个难题，因为气味成分极其复杂，要产生多个不同气味元素并进行不同比例配伍，有很大困难，而气味复现研究在国际上才刚刚起步，要在接收终端的计算机实现这一技术还尚待时日。至于气味远距离电子传输，就是应用网络技术将采集的气味信息转换为电子信息，通过互联网传送到任何远距离的计算机接收终端，目前的网络传输技术已能基本满足这种气味电子信息传输要求。

面临的问题

由于气味信号采集装置和气味发生器的制造难度大，在现有科技水平条件下，研究成本应该会很高，特别是研究仿生学气味电子化的成本将会更高，因此，实现气味电子化的应用尚待时日。不过，骆教授也指出，若采用数字化方法，实现有限种类气味的电子化，成本将要低很多，它只用数个传感器对特定几种气味检测，并可通过气味库产生特定气味。要真正实现气味电子化，我们还有很多的路要走。

发展现状

日本的NTT公司日前推出了一个大胆的设想：计划通过网络来传递香味。

这种香味传递服务将由两个气味编码、解码服务器的协作来完成工作。首先香味传递方通过设备将香味解析成若干个数字符号，然后通过网络将数字符号传输到接收方，而接收方的设备会将数字符号进行解码，并还原出传递方想要传递的香味。

当年，人们曾认为语音远距离传递是个神话，而今日却早已成为事实。同样的，谁能说NTT公司的想法过于天真了呢？