Une petite équipe de chercheurs indépendants tente de combler le « lien olfactif » qui manque depuis longtemps à la réalité virtuelle. Cependant, la voie qu’ils ont choisie n’est pas d’émettre des odeurs dans l’air, mais d’« écrire » la perception des odeurs directement dans le cerveau. Le prototype développé par l'équipe utilise des ultrasons focalisés pour stimuler avec précision le bulbe olfactif responsable du traitement des informations olfactives sans avoir besoin de produits chimiques, de boîtes à odeurs ou de dispositifs d'injection. Si une vérification ultérieure est réalisable, elle devrait apporter une nouvelle expérience immersive à la réalité virtuelle et augmentée.
Le système immersif actuel tourne principalement autour de la vision et de l’audition, et des progrès ont été réalisés en matière de retour tactile. Cependant, l’odorat, qui est le plus étroitement lié à la mémoire et aux émotions, est encore quasiment absent. Biologiquement parlant, les signaux olfactifs entreront directement dans le système limbique, y compris l’hippocampe, sans passer au préalable par un traitement cortical de niveau supérieur. Cette voie spéciale est considérée comme le mécanisme clé de « l’odeur ramène des souvenirs » et constitue également un effet difficile à reproduire avec la réalité virtuelle existante.
Les membres de l'équipe de recherche Lev Chizhov, Albert Yan-Huang, Thomas Ribeiro et Aayush Gupta ont décidé d'abandonner la voie traditionnelle de reconstruction des odeurs dans l'air et de stimuler directement la zone du bulbe olfactif du cerveau par ultrasons. Ils ont déclaré qu'il y avait peu de tentatives antérieures visant à utiliser les ultrasons pour induire directement la perception des odeurs dans les corps vivants, même dans des modèles animaux, cette direction est donc assez exploratoire en termes de technologie.
Le bulbe olfactif est situé au-dessus de la cavité nasale, est profondément situé et est enveloppé d'os et de tissus mous. Il n’est pas facile d’y accéder depuis l’extérieur de la tête. Dans le même temps, les ultrasons se propagent mal dans l’air, ce qui rend le ciblage précis plus difficile. Pour ce faire, les chercheurs ont fixé le transducteur à ultrasons sur le front, en utilisant ce qu'ils décrivent comme un « coussin solide semblable à de la gelée » pour fournir soutien et confort, puis ont incliné le faisceau d'ultrasons vers le bas vers la zone cible.
L’équipe a utilisé les données d’imagerie par résonance magnétique (IRM) de l’un des chercheurs pour estimer les coordonnées approximatives et la profondeur du bulbe olfactif afin de déterminer l’emplacement du foyer échographique. Sur cette base, ils ont ajusté à plusieurs reprises la fréquence des ultrasons et la synchronisation des impulsions pour trouver une combinaison de paramètres pouvant à la fois pénétrer dans le crâne et concentrer l'énergie à la profondeur cible afin d'obtenir un retour subjectif relativement stable.
Au cours de l'expérience, les sujets ont rapporté une gamme d'expériences allant d'odeurs claires à des sensations vagues, notamment l'air frais, l'ozone, la combustion du bois et la matière organique en décomposition. Les chercheurs ont remarqué qu'il existe une différence relativement nette entre « l'odorat » et le « ressenti » : le premier a un contour plus clair et semble avoir un point source spécifique, comme si la direction pouvait être verrouillée par « reniflement » ; cette dernière est plus faible et plus lente, et est principalement décrite comme une vague impression plutôt que comme une odeur spécifique identifiable.
Certains sujets ont également signalé de légères sensations physiques, telles qu'une subtile sensation de démangeaison ou de picotement sur le visage, ce qui suggère que la stimulation ultrasonore agit non seulement sur la voie olfactive, mais peut également impliquer des sensations périphériques. La façon dont vous respirez affecte également l'intensité de l'expérience : une inspiration douce a tendance à amplifier ce sens de l'odorat ou de la perception, il a donc été demandé aux participants de « renifler » légèrement tout en tenant l'appareil contre leur front.
Dans certains essais, les sensations associées se sont accumulées progressivement sur plusieurs respirations, tandis que dans d'autres, elles sont apparues presque soudainement. Lorsque certains sujets ressentaient une odeur semblable à celle d'un déchet pourri, ils la considéraient inconsciemment comme une odeur réelle dans l'environnement, montrant une réaction intuitive similaire à « prendre la virtualité pour la réalité ».
D'un point de vue technique, il s'agit encore d'un premier prototype : l'appareil est à peine qualifié d'appareil « monté sur la tête », mais il doit actuellement être fixé à la main sur le front. Pour réaliser des applications pratiques, l'appareil doit être davantage miniaturisé et profondément intégré à du matériel portable tel que des casques VR/AR pour répondre aux exigences de port à long terme, d'utilisation mobile et de sécurité.
Les implications potentielles de cette recherche pourraient aller au-delà des « odeurs virtuelles ». Il pointe vers une direction plus large : « écrire des signaux au cerveau » grâce à une technologie non invasive sans avoir besoin de craniotomie ou d'électrodes implantées, plutôt que de simplement lire des informations passives telles que l'électricité cérébrale ou les modifications du flux sanguin. Cette perspective reste hautement spéculative pour le moment, mais en théorie, des approches similaires pourraient être étendues à d’autres sens et voies de perception au-delà de l’odorat.
En termes d'applications prévisibles à court et moyen terme, les médias immersifs constituent le point d'atterrissage le plus direct : si le casque peut générer un « odorat cérébral » sans recourir à des produits chimiques consommables et à des cartouches odorantes, il éliminera une limitation de longue date dans la conception de scènes virtuelles. Bien entendu, pour réellement pénétrer le marché grand public, nous sommes toujours confrontés à de multiples défis d’ingénierie tels que le contrôle des coûts, le volume et le poids, la supervision de la sécurité et la cohérence de l’expérience. Il est donc plus probable qu’il soit d’abord mis en œuvre sur les plateformes de formation, de simulation professionnelle et de recherche scientifique au niveau de l’entreprise.
En regardant à un niveau plus profond, ce chemin qui contourne l'air physique et les molécules chimiques et atteint directement le centre olfactif a changé l'imagination traditionnelle de « l'odeur numérique ». Il ne recrée pas divers parfums ou odeurs dans l'espace réel, mais tente de déclencher la perception subjective du cerveau de « sentir une certaine odeur » au niveau neuronal. Une fois cette idée mûrie, elle pourrait ouvrir une nouvelle voie technique dans les domaines de l’informatique perceptuelle et de l’interaction homme-machine.