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食材食谱

GAN的实时食物转换系统来操纵用户的味觉大红鹰官网,能够给人带来各种不同的体验

27 1月 , 2020  

“世间万物,唯有美食与爱不可辜负。”世界这么大,但凡出去走走,就会遇到不少的美食。放眼国内的川菜、粤菜、湘菜、东北菜……,以及国外的西式美食、日韩料理、泰国菜……,无一不刺激着我们的味蕾,想要放肆的大快朵颐一番。但是因为现实中的种种原因的限制,大多数人都没有办法随心的“来一场想走就走的旅行”,对于各类美食,大多数的时候我们只能对着朋友圈和微博里的图片直流口水!此外,出于身材、健康等方面的顾虑,一些美食就算近在眼前,我们也只能忍住不吃!

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文章相关引用及参考:映维网

但是,现在吃货们的福利终于来了!据英国《每日邮报》报道,近日有研究团队研发出了可用于品尝到食物味道的VR新技术,通过VR享受美食或将照进现实。也就是说,有了这项新技术,我们不仅可以看到美食的画面、闻到味道,而且可以在特定的VR环境中咀嚼、品尝到食物。同时可以想吃什么吃什么、想吃多少吃多少,完全不用有身材、健康等方面的顾虑!

大家好

操纵用户的味觉

就算是虚拟美食,也可以感受味道以及咀嚼感

我是大脸喵

(映维网 2019 年 03 月 12
日)一碗白饭,一碟素面,你还能吃出花来?奈良先端科学技术大学院大学的研究人员的回答是
” 可以 “。在名为 “Enchanting Your Noodles: GAN-based Real-time
Food-to-Food Translation and Its Impact on Vision-induced Gustatory
Manipulation(对你的面条施法:基于 GAN
的实时食物至食物转换,及其对视觉引起的味觉操纵的影响)”
的研究中,由奈良先端科学技术大学院大学,日本电气通信大学和东京大学组成的团队利用虚拟现实来对简单的素面和白饭
” 施法 “,并将其变成各种诱人的拉面 / 炒面,炒饭 / 咖哩饭。

先不考虑VR行业的发展是否成熟,有一个不容忽视的事实是——VR技术已经开始渗入我们日常生活的很多方面,其中包括影视、游戏、艺术、旅行、教育,甚至购物等。也有越来越多的人开始知晓这个高科技技术行业,小V身边就有好多朋友对VR技术产生了浓郁的兴趣,也有着手购买VR设备的打算。而且听说有了虚拟美食之后,身边那些整日叫嚷着减肥的朋友更是按耐不住内心对VR的喜爱了。

美食令人愉快

研究人员指出,能够随时随地地吃上自己最喜欢的美食是一种无价的享受,但由于各种各样的原因,我们难以实现这一美好的愿望。所以,他们希望通过基于
GAN的实时食物转换系统来操纵用户的味觉。

今年早些时候,东京研究小组向人们公开了一个电击叉的原型机,这款设备利用电极叉对舌头的轻微震动,来刺激人体的味觉接收器,从而感知到咸味。据报道,该研究团队目前已经将研究的味觉扩至到甜味。10月份,在日本东京举办的“ACM用户界面软件和科技研讨会”上,来自新加坡国立大学的团队展示了可用于感知甜味的新型界面,通过舌尖上的温度变化来达到感知甜味的目的。同时,他们表示还会考虑用热刺激法来让人们感受到甜味。

而食物好吃的关键之一就是调味

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不过虽然对甜味和咸味的虚拟是味觉虚拟技术的一大步,由于身体并没有真正的接触到食物,这种感受还是略显空洞。对于喜欢美食的人来说,美食VR游戏、视频或许不是一个能够满足他们的选择,因为徒有画面,就算已经有VR外设可以让你闻到味道,不能入口的美食,就算不上美食。

各种味道的搭配调和

一系列的研究表明,可以通过改变食物的外观来影响其味觉,但单纯地叠加静态模型或图像存在一定的问题,如遮挡,无变形,需要准备模型等等。因此,Kizashi
Nakano,Daichi Horita 和 Nobuchika Sakata 等人提出通过 StarGAN
来动态地显示 3D 叠加渲染,从而灵活地操纵味觉。

目前,东京大学的一支研究团队正在寻求如何让人们在虚拟现实中感受到更多的软硬、嚼劲等,他们正在试验通过在脸部安装电极的方法,打算利用电流刺激下颚来达到研究目的。研究人员Arinobu
Niijima和Takefumi
Ogawa表示,微弱的肌肉电刺激(EMS)能够模拟人们咀嚼时下颚的肌肉运动,通过这种方法,即使用户的口中没有食物,通过嘴巴的张合也可以体会到不同食物的口感。研究发现,100-250赫兹的短脉冲刺激肌肉时,会让虚拟食物更加具体化,同时人们会觉得自己在咀嚼固体食物。而且高频率的短脉冲还会让人们觉得在咀嚼具有弹性的食物。

能够给人带来各种不同的体验

在实验中,研究团队在视觉渲染上将素面变成了拉面和炒面。他们宣称,用户研究中的被试在品尝素面时仿佛吃出了拉面的感觉,同时对吃出炒面的感觉更加强烈。有趣的是,在炒面的情况下有一些被试指出似乎没有感觉到面汤的存在。

此外,国外还有许多其他的研究团队在进行这方面的研究。例如Kokiri
Lab发起的”Project
Nourished”项目在为体验者配备了VR头戴显示器后,准备了气味扩散器让体验者感受到美食的气味,用骨传导器来产生咀嚼的声音。同时,还有置有传感器的餐具、鸡尾酒杯,旨在让体验者感受到“4D”沉浸式进食氛围的效果。

然而

奈良先端科学技术大学院大学的科研人员同时测试了白饭,并成功实现了炒饭和咖哩饭的幻觉。但他们指出,一些被试没有吃出设想的味道,但他们一般将其解读为某种曾经吃过的食物。

虚拟食物意义重大,但设备稍显力不从心

我们是如何感受到味道的?

例如,一位被试表示:” 感觉就像是没有放任何调料的失败炒饭。”

尽管许多虚拟食物的项目目前依然都在实验阶段,虚拟美食要想做到极致也还有很长的路要走。但市面上已经有很多相关的VR体验推出,比如上文讲到的Project
Nourished已经发布了”Pepa 001 Starter
Kit”,消费者可以登录官网进行预购,售价约为60美元,试想一下在VR环境中,我们吃着美味佳肴,喝着果汁,该是一种多么美妙的体验。此外,苏格兰啤酒商Innis&gunn更是推出了VR啤酒,旨在通过提供虚拟现实体验来改变消费者品尝啤酒的方式。而且连三星也在探索VR对饮食的意义。据悉,他们已经在为Gear
VR打造一系列的餐馆体验。想让用户足不出户或者在一家经济餐馆中就能在海底中或者意大利的乡野处用餐。

我们可以品尝到的味道又有哪些?

有人认为终极的虚拟现实体验将包含所有的感官感觉,包括嗅觉和味觉,而行业和社区一直在不断探索相关的实现方式。例如,东京大学的研究人员就曾经提出过利用电颚刺激
GJS 技术,从而更好地改变味觉并控制味道。

但是对于社会来讲,虚拟美食并不仅仅是为了在我们足不出户的情况下,满足我们的味蕾、让我们享受一顿美味佳肴这么简单。在VR的环境中模拟食物的口感与味道,其实具有非常重大的意义。现在有很多人的因为过敏、疾病、减肥等原因而不能吃某种食物,所以虚拟美食的技术一旦发展成熟,就可以改变他们的处境,满足他们对食物的需求,让他们能够更加自由自在地享受人生。

今天我们就来说说

延伸阅读:东京大学发明电颚刺激 GJS 技术,更好地改变味觉,控制味道

不过,目前通过VR头显进行用餐的过程都还略显繁琐和笨重。这是因为其体积和视场的限制,而VR追踪技术并不能准确地追踪到手部,所以我们并不能看到放进嘴巴中的东西是什么。所以如果VR饮食体验真的要成功的话,除了内容有很长的路要走之外,头显和追踪技术也需要很大的提升。

味觉

日本用 VR 技术在素面、白饭中吃出了炒面、咖喱的味道最先出现在映维网。

虚拟现实是一个令人兴奋的领域,很明显食品与饮料行业正对其产生浓厚的兴趣。对于这些饮食机构来说,这是提高用户体验,提高竞争力的一个手段。但是如果想要抢先占得市场先机,还要在研究方面下更多地功夫。

人的基本味觉

我们舌头的背面和侧面分布着4种乳头状突起,它们分别是轮廓乳突、叶状乳突、蕈状乳突和丝状乳突。

除丝状乳突外,其他3种乳突表面分布着味蕾,这些长得像洋葱似的味蕾,就是我们能尝出味道的关键。

©wikipedia 丨 味蕾

味觉是通过味蕾里的味觉细胞产生的,一些特殊的分子溶于水后,与细胞内的味觉受体结合,引发神经冲动,冲动沿着神经纤维,一路传到大脑皮层的味觉中枢,这时人就感受到了味道。

因此,想要确定一种味觉,就需要满足这几个条件:

找到引起这种感觉的特定化学物质

找到这种物质能激活的味觉感受器

找到这种味觉的“用途”

根据这些标准,目前科学家们找到了这几种味觉:

▶ 甜味

©soogif

甜味是基本味道中最令人愉悦的味道,这是由于糖中含有大量能量,而且它的化学键很容易破坏,因此成为所有生物的能量来源,但在自然界中,比较集中的糖分来源很少见,所以糖成为了饥饿生物的主要目标。

为了让人们更加努力的寻找糖,进化使甜味成为了人类最渴望获得的味道,即使如今我们的能量足够,人们依旧喜欢吃糖。

甜味通常是糖引起的感觉,但某些蛋白质和一些其它非糖类物质也同样会引起甜味感觉,这主要与连接到羰基上的醛基酮基有关。

▶ 咸味

©soogif

咸味是一种让人大红鹰官网,又爱又恨的味道,由于盐分是人体所需的重要物质,所以适当的盐分能给人带来愉悦,但当盐分过多时,又会带来痛苦的感觉。

钠离子是咸味的主要来源,其它碱金属离子也能使人尝出咸味,不过离钠越远的元素咸味就越不明显,钾离子与钠离子的大小最为接近,因此咸度也最接近,氯化钾也是食盐的重要组成之一。

有趣的是,咸味还能让其他味觉体验变得更好,例如盐和糖的搭配,可以使糖变得更甜,这是因为舌头上有一些甜味受体,只有当糖分和盐同时存在时才会活跃。

▶ 酸味

©soogif

酸味是由氢离子引发的,对于大脑来说,这是一种不令人愉快的味道,因为它标志着食物可能坏掉或者不适合食用。

这是植物刻意产生的物质,由于酸味令人厌恶,且足够强烈,可以赶走大部分的动物,这就给植物留下了生长的时间。

当种子成熟,需要被传播时,酸味才会被甜味伪装起来,使味道变得可口,吸引生物来食用,并帮助它们传播种子。

▶ 苦味

©soogif

苦味在我们生存中扮演了很重要的角色,因为它是一种警示信号,可以避免我们吃掉有毒的食物。苦味也是味觉中最敏感的一个,目前已知我们拥有25种苦味受体,这比甜味受体要多的多。

很多食物都含有苦味,例如咖啡、原味巧克力、苦瓜、啤酒、橘皮等,在金鸡纳树树洞积水中发现的奎宁,被用来作为评断苦味的标准,奎宁的苦度被定为1,目前已知最苦的物质是苯甲地那铵,苦度为1000,常被当作厌恶剂加入到有毒物质中,避免误食。

但与其他动物不同,人类对苦味还存在着很多主观的认知,当我们知道这种苦味并不会杀死我们时,就会开始尝试这些苦味的食物,并从苦味食物中获得一些乐趣。

▶ 鲜味

©soogif

鲜味是基本味觉中,最后被发现的一个,20世纪初,日本科学家池田菊苗发现了它,正是谷氨酸钠,也就是味精的味道。

鲜味主要由谷氨酸引起,人们天生就喜欢鲜味,因为这代表着构建身体所需的蛋白质,海鲜、牛羊肉、奶酪、生抽、西红柿中都存在谷氨酸,在钠离子的共同作用下,谷氨酸是最鲜的。

除了谷氨酸外,鲜味也可以通过核苷酸类的肌苷酸鸟苷酸来获得,肌苷酸在很多食物中的含量都很高,鸟苷酸则主要存在于香菇中。

第六味觉的竞争

在基础味觉之争中,我们常说的酸甜苦辣咸中的「辣」,并不在其中,因为我们之前曾介绍过,辣是一种类似高温带来的灼烧痛感,所以并不是味觉。

不过,科学家们陆续发现了一些其他味觉,它们都在努力角逐,想晋升成为正式的「第六味」。

▶ 油脂味

©soogif

当我们在吃炸鸡、啃牛排、吸骨髓时品尝到的味道,其中就有油脂味,它是一种由未酯化脂肪酸带来的味道。

虽然油脂能够带给我们快乐的感觉,但真正的油脂味尝起来其实挺恶心的,好奇的朋友可以去喝一口植物油试试看,过多的脂肪酸意味着腐坏的味道,当浓度到达一定数值时,就会让人产生恶心反感的感觉。

而且研究发现,对油脂味越敏感的人越瘦,而不敏感的人则容易食用更多的脂肪,而变胖。

不过,由于人体对于油脂味的具体反应过程还有待进一步研究,所以它的角逐还没有成功。

▶ 淀粉味

©动图宇宙

在传统味觉理论中,人是尝不出淀粉的味道的,只有在淀粉酶的作用下,分解为小分子的糖后,人们才能尝出甜味。

但碳水化合物对人体如此重要,怎么会尝不出来呢?

于是,研究人员让实验人员吃下一种抑制甜味感受器的成分,这样一来他们就无法区分葡萄糖水、三氯蔗糖水、麦芽糖水和清水间的区别。

但有趣的是,此时人们还能明确的辨认出寡糖水溶液,被试人员形容这种味道为“米饭味”或“面包味”,而这就是研究人员所说的淀粉味。

但由于味觉感受器还没有找到,所以也还在努力角逐中。

除此之外,钙和镁的味道、金属味、涩味,以及吃牛奶、奶酪后长久的余味,被认为是由钙、钾、谷胱甘肽和组氨酸引起的「浓郁味」等等,也都在努力中。

全身都有味觉受体

味觉对我们来说十分重要,因为它既能让我们摄入对人体有益的物质,又能避免我们吃掉有毒的东西,是一种非常有效的生存机制。

而且,随着研究的不断深入,科学家们还在消化道、胰脏、肝脏、大脑等身体的各个部位,都发现了味觉受体,这也就意味着我们全身都有“味觉”,而且这些味觉对我们的健康还有不少帮助。

比如,科学家在人的鼻子中发现了苦味受体,当人们闻到的东西触发了苦味受体时,鼻子就会分泌出更多的黏液,这些黏液可以驱逐细菌,因此对苦味比较敏感的人,一般不大容易患鼻窦炎。

肠道中有一种叫做肠嗜铬细胞的味蕾,它拥有感知食物刺激物、压力激素和细菌副产物的受体,当暴露在这些物质中时,它就会释放出一种血清素分子,激活肠道神经末梢,大脑接受到信号后,就会加速肠道的运动。

当血清素水平过高时,还会导致腹泻或呕吐,科学家们认为,这种味蕾的作用是通过带给人不适的感觉,来告知肠道内有某种炎症正在发作。

动物们的味觉如何

我们全身上下都拥有味觉,单舌头上就分布着9000多个味蕾,因此对味道的感知非常敏感,那动物们又如何呢?

©unsplash

的味蕾不到500个,而且作为食肉动物,已经丧失了甜味受体,因此同样的食物,在它们的嘴里既没有甜味也很寡淡。

但不少猫咪都对奶油、冰淇淋很感兴趣,似乎不像是对甜味无知觉的样子。

这其实是由于味觉不好,它们更倾向于用嗅觉判断食物好不好吃,尤其是对肉中的脂肪香味非常敏感,所以给我们甜蜜感觉的奶油、冰淇淋,在它们眼中更像是一大坨肥肉。

©unsplash

和我们一样是杂食动物,所以味觉与人类没有明显的差别,但只有1500个味蕾,还是限制了它们通过味觉判断食物的味道,所以和猫一样,它们也倾向于通过气味,判断食物的好坏。

进化使得它们拥有对味道特殊的喜好,狼作为狗的祖先,能够闻到6公里外的腐肉中氨基酸分解的味道,在食物短缺时,这些腐肉能够维持它们的生存,因此这种味道会令它们兴奋,这种生存机制也延续到了狗身上,所以狗狗们才会对人类眼中恶臭不堪的东西,别有兴趣。

©unsplash

大熊猫的味觉,有着一段相当心酸的进化史。

同样作为熊科的动物,大熊猫本该是吃肉的,所以它们拥有对鲜味非常敏锐的感觉,但由于大熊猫分布的区域里,大型动物很少,如果只吃小动物,获取的能量可能还没有消耗的多,所以它们开始寻找新的食物。

化石证据表明,大熊猫从700万年前就开始吃竹子了,可直到420万年前,大熊猫感知谷氨酸味道的受体,才因基因突变而消失。

所以可怜的大熊猫祖先,在200多万年的时间里,一直怀着对肉的渴望,啃竹子。

以上

就是本期的全部内容

来自公众号费米科学

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