„Schade, dass Telefone keine Gerüche übertragen können“ – diesen Gedanken hatten vermutlich viele von uns schon mal. Denn kaum eine Sinneswahrnehmung ist so eng mit unseren Gefühlen und Erinnerungen verbunden wie der Geruchssinn. Doch trotz großer Fortschritte in Computertechnik, Datenübertragung und VR-Technologien hinkt die Technik bei der Geruchsübertragung noch hinterher. Was bei visuellen, akustischen oder auch taktilen Sinnesreizen schon funktioniert, ist für Düfte bisher nur sehr eingeschränkt möglich.
Olfaktorische Schnittstelle zur digitalen Welt
Das könnte sich nun ändern. Denn ein Team um Chunyu Yang von der Ohio State University hat eine Technologie entwickelt, mit der sich Geruchseindrücke zumindest indirekt übertragen lassen. „Unser Scentronic-System repräsentiert eine olfaktorische Schnittstelle, mit der eine Duftstimulation über Entfernungen hinweg möglich wird“, erklären die Forschenden. „Sie überbrückt damit die Kluft zwischen chemischer und digitaler Kommunikation.“
Möglich wird dies durch eine Kombination aus künstlicher Intelligenz und elektronischen Duftsensoren beim Absender der „Duftbotschaft“ sowie einer durch digitale Signale gesteuerten Freisetzung von Düften beim Empfänger. Übertragen wird demnach nicht der Geruch selbst, sondern nur die digitale Information darüber. Weil dies aber nahezu in Echtzeit geschieht, kommt die Technologie einer echten Duftübertragung schon relativ nahe, wie die Forschenden erklären.
Funktionsprinzip des Scentronic-Systems und Aufbau der elektronischen Nase (oben) und des Duftreservoirs. — © Yang et al./ Science Advances; NeoLeo/stock.adobe.com; phanuchat/stock. adobe.com; shany/stock.adobe.com; perstige/stock.adobe.com/ CC-by-nc 4.0
Beim Absender: KI-gestützte E-Nase erkennt die Umgebungsgerüche
Konkret besteht das Scentronic-System aus zwei Wearables – kleinen, tragbaren Geräten. Das erste ist ein Duftsensor, der auf Duftmoleküle reagiert. „Diese elektronische Nase erkennt und klassifiziert Gerüche mithilfe eines Sensor-Arrays aus sechs Metalloxid-Halbleiter-Gassensoren“, erklären Yang und sein Team. Wenn sich ein gasförmiger Duftstoff an die Oberfläche dieser Sensoren anlagert, kommt es zu einer elektrochemischen Reaktion – ein Signal entsteht.
„Indem wir die einzelnen Sensoren mit unterschiedlichen Katalysatoren ausstatten und ihre Temperatur anpassen, erzeugen wir je nach flüchtigem organischem Molekül ein anderes Signalprofil“, erklären die Forschenden. Das allein würde allerdings noch nicht ausreichen, um die unzähligen Duftvarianten und Duftmischungen zu unterscheiden. Deshalb kommt nun künstliche Intelligenz ins Spiel: Für ihren Prototyp trainierte das Team eine KI darauf, die von den Sensoren erzeugten Sensorsignale für fünf Gerüche zu identifizieren: Kaffee, Orange, Kuchen, Bier und Rotwein.
In Tests erkannte die KI-gestützte elektronische Nase in 98 bis 99 Prozent der Fälle den korrekten Geruch. Das Gerät wandelt diese Informationen in digitale Signale um, die an die Empfänger-Komponente des Scentronic-Systems übertragen werden.
Beim Empfänger: Reservoirs setzen passende Düfte frei
Der zweite Teil des Duftübertragungssystems besteht aus kleinen Reservoirs mit jeweils einem Duftstoff. Die Menge dieser Behälter bestimmt, wie viele verschiedene Düfte oder Duftmischungen übertragen werden können. Beim Prototyp waren es die fünf zuvor von der KI gelernten Gerüche Kaffee, Orange, Kuchen, Bier und Wein. Der Empfänger der „Duftbotschaft“ kann diese Reservoirs entweder in einer Kette um den Hals oder als Armband tragen oder sie direkt unter der Nase befestigen.
Empfängt nun der Empfangsteil des Scentronic-System die digitalen Informationen des Senders, wird ein elektrisches Signal an das jeweils passende Reservoir geschickt. Dies enthält neben der Duftlösung ein Piezoelement, das bei Stromfluss zu vibrieren beginnt. „Diese Vibrationen treiben die Duftflüssigkeit durch Mikroporen im Behälter“, erklären die Forschenden. „Dadurch entstehen feine Tröpfchen des Duftstoffs, die an die Luft freigesetzt werden und sich dort verbreiten.“ Der Empfänger riecht nun genau den Duft, den auch der Absender hunderte Kilometer entfernt wahrnimmt.
Die Duftreservoirs können als Armband, Kette oder in anderer Anordnung getragen werden. Hier am Beispiel des Prototyps gezeigt. — © Yang et al./ Science Advances, CC-by-nc 4.0
Tests mit Einzeldüften und Mischungen erfolgreich
Wie gut diese Duftübertragung funktioniert, testeten Yang und sein Team mit 16 freiwilligen Probanden. Im Experiment sollten diese entweder einzeln übertragenen Gerüche oder Mischungen aus zwei gleichzeitig freigesetzten Düften erschnüffeln und korrekt identifizieren. Auch die abgestufte Freisetzung unterschiedlich intensiver Düfte testete das Team. Das Ergebnis: Sowohl bei den einzelnen wie bei den gemischten Duftstoffen identifizierten die Testpersonen mehr als 71 Prozent der übermittelten Düfte korrekt. In knapp 60 Prozent der Tests konnten die Probanden auch die fünf Intensitätsstufen des Dufts richtig einstufen.
Sogar die Übertragung von Geschmacksaromen ist mit dem System möglich. Dafür passten die forschenden die Reservoirs so an, dass sie bei Signal eine passende Aromalösung in ein wenig Wasser träufelten. Im Test sollten Probanden damit herausfinden, ob zwei über eine VR-Brille gezeigte Trinkgefäße Bier oder Kaffee enthielten. Auch das funktionierte.
Was wären die Anwendungen?
Nach Ansicht der Forschenden demonstriert dies, dass ihr Scentronic-System die digitale Übertragung von Düften ermöglicht. Baut man dieses System aus und verfeinert es, könnte dies ganz neue Anwendungsmöglichkeiten schaffen. In der Medizin könnten solche Systeme beispielsweise genutzt werden, um Ausfälle des Geruchssinns per Telemedizin zu testen oder betroffene Patienten beim Riechtraining zu unterstützen. „Die Erweiterung um olfaktorisch-gustatorische Stimulation eröffnet aber auch einen Weg zu immersiven Erlebnissen in der virtuellen Realität“, erklärt das Team.
Allerdings: Noch ist die Technologie nicht so weit, dass sie beliebig viele Gerüche reproduzieren kann und auch eine ins Smartphone integrierte App wird noch auf sich warten lassen. Dennoch sehen Yang und seine Kollegen ihr Scentronic-System als ersten Schritt dorthin.
Quelle: Chunyu Yang (Ohio State University, Columbus, USA) et al., Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aee9266
