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日本バーチャルリアリティ学会誌第 7 巻 3 号 2002 年 9 月
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特集 1

サイバースペースと VR

香りあふれる仮想空間を目指して
Toward Cyberspace with Scent

重野寛、岡田謙一、松下慶應義塾大学

１．はじめに

温

２．香りとは

我々は日常生活において、視覚、聴覚、嗅覚、味覚、われわれヒトを含めた脊椎動物の粘膜中には、数十万触覚のいわゆる五感全てを通して情報を獲得し、自分の〜数百万個の嗅細胞（嗅受容器細胞）がある。それら周りの環境や物体の存在、状態を認識している。もちろ

個々の嗅細胞は、鼻孔から入ってくる様々な香りに反応

ん生活環境の情報の多くは視覚と聴覚情報であり、それする。すなわち、香りのもととなる分子（香気成分）がらにたよる生活が嗅覚を阻害し、嗅覚は五感の中で最も嗅細胞に付着すると、嗅細胞は香気成分が持つ化学的エ退化した感覚になっている。日常生活においても嗅覚のネルギーを電気的エネルギー（活動電位）に変換し、神役割に気付くことは少ない。

経を経由して脳へ伝達する。

これまでも嗅覚と味覚に関する情報伝達については、香気成分となる条件は、揮発性、水溶性、運動エネル

仮想世界の表現メディアとしても、あるいは情報通信メギーを持つことであり、このような物質は約 40 万からディアとしてもあまり考慮されてこなかった。しかし、50 万種存在すると言われている。一つの香りは数百種

嗅覚情報は肉体的にも精神的にも大きな影響を与えるこの香気成分から構成されているため、事実上無限の香りとが知られており、嗅覚情報の欠落は仮想空間においてがあると考えられる。この内、哺乳動物が識別できるの十分な現実感が得られない原因の一つとなっている [1]。

は一万種であると言われている。

視覚や聴覚に関する情報伝達しかできていない現状を打

光の三原色のような香りの原臭を見つけ出そうという破し、五感に関する全ての情報の通信を行い、より自然試みは古くから行われており、多くの科学者が様々な学な情報通信環境を実現するために、2000 年 11 月に総務説を提案してきた。例えば 0、原臭の決定因子を分子の省郵政事業庁が「五感情報通信技術に関する調査研究会」

化学構造式にあると仮定したものや、分子が持つ固有の[2] を発足させた。

振動数によって決まるという振動説などがその一例であ

本解説では、これまであまり取り上げてこられなかっる。しかし、これらの学説の全ては否定されており、原た嗅覚情報の伝達に焦点を当て、嗅覚のメカニズムや香臭を香り分子の単一の特性に帰属させようとする試みはりが人間に与える影響、香りを発生させる嗅覚ディスプ

全て失敗に終わっている。すなわち、色彩の感覚におけレイの事例紹介、解析した香りを伝達し遠隔地で再合成る光の波長や、音階の感覚における音の周波数に相当すしようという新しい香り通信の考え方、仮想空間におけるような単一の尺度を、香りについては設定することはる嗅覚情報の取り扱い手法、などについてその概要を述不可能である。

べる。

8特集 1JVRSJ Vol.7 No.3 September, 2002

サイバースペースと VR

9172３．嗅覚ディスプレイ
ヒトが区別できる香りの種類は 5000 種ほど存在する
こと、そして香りに原臭が存在しないことから、これまでに開発されている多くの嗅覚ディスプレイは、あらかじめ用意した数種類の香りからある一つの香りを選択して発生するという仕組みになっている。以下にそのいくつかを紹介する。
資 生 堂 が 開 発 し た KAORI ON DEMAND[3] は、Web上に示された 5 種の香水の一つをクリックすると、サーバーから選択された香りの指示が送られ、クライアント
図２．芳香発生装置に接続された専用の芳香発生装置から香水の香りを発生させる。
（図 1 参照）香りを発生させる仕組みは以下の玉川大学とはこだて未来大学で開発された Meeting通りである。

Pot[5] は、個室で働く人たちにインフォーマルコミュニ(1) エアポンプから液体香料に送られた空気が、泡となって液体香料表面まで上昇する。

ケーションの機会を与えようというもので、ミーティン(2) 泡は上昇時に芳香を吸収し、液体香料表面ではじけグルームのコーヒーメーカーのスイッチを入れると、各る。

個室に置いてあるコーヒーアロマ発生器からコーヒーの(3) はじけたことにより空気中に放出された芳香は、管香りを提示する。コーヒーアロマ発生器は、ファン、コーを伝わってユーザの元へ届く。

ヒーを入れた袋、最上部に付けられた弁の役割を果たす蓋から構成されている ( 図 3 参照）。無線によりコーヒーメーカーのスイッチが入れられたことを検出すると、ファンが回転し上方に設置したインスタントコーヒーから香りが放出され、その香りに刺激されてミーティングルームに人が集まる。

図１．KAORI ON DEMAND

慶應大学で開発された芳香発生装置 [4] は、エアコン

図３．Meeting Pot

プレッサから送られた圧縮空気が香料タンク内を通過すると、空気の流れと共に香りが噴出口外に運び出される東京大学では、ユーザの位置に応じて適切な濃度を生というもので、強弱をつけた 5 種の香りを発生すること成することで嗅覚による仮想空間を提示する嗅覚ディスができる。香料タンクには、珪酸カルシウムの粒に香料プレイ [6] を開発した。エアポンプから放出された空気を染み込ませたものが格納されている。
芳香発生装置は、は、脱臭フィルタで無臭化された後、アナログ制御弁にコンピュータのパラレルポートに接続され、標準のインより指定された割合で 4 つの流路に分けられる。そのうターフェースで空気を送り込む 5 つの電磁弁を制御してちの 3 つは香料タンクに接続されており、香料による飽いるので、様々なアプリケーションで容易に使用できる和蒸気が生成され、無臭空気と混合されて濃度を調整し( 図 2 参照）。

た後、鼻に吹き付けられる ( 図 4 参照）。試作装置では3 つの香料を取り扱える。

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一 時 大 き な 話 題 と な っ た Digiscents 社 の iSmell は、128 種類の匂いパレットから合成された香りを発生するというもので、商品化を目指していたが遂に発売されることは無く会社自体も無くなったようだ。
４．香りの解析と合成
ここでは、ある場所において香りを解析し、その結果を伝送し、別の場所で合成して再現することについて考える。
香りの解析と合成のためには、現時点では解析装置や合成装置に依存した形でシステムを構築せざるを得な
図４．嗅覚ディスプレイ

い。なぜなら、光の三原色のような原臭や、その量によ

フランステレコム社 [7] も香り通信に関して熱心に研る統一的な香りの表現方法が存在しないからである。原

究をしており、著者らもフランステレコム東京研究所で理的には、香りに含まれている全ての香気成分の構成見学させて頂いた。図 5 に示すものは小型スピーカのよ比を正確に解析することが考えられるが、香気成分は約うな形状の香り発生ユニットで、ファンによって香りが40 万〜 50 万種ほど存在すると言われており、そのすべ放出される。一つのユニットからは 1 種の香りが出るだてを正確に割り出すことは難しい。また、香りを合成すけだが、複数のユニットをスタック状に積むことができる側において全ての香気成分を用意しておくことは事実る。Web 上のワイン醸造過程の説明にしたがって、地上不可能である。

下室のかびくさい匂い、樽の匂い、そしてワインの香り

以下では、慶応大学で開発されている、香りの伝送シなどが発生される。図 6 は携帯用のユニットで、格納さステム [8] を例に香りの解析と合成について述べる。これている液状の香水が暖められて香りが放出される。の研究では、りんご、ブドウ、桃などの香りの合成のみならず、それぞれの果物に品種の違いを再現することを実現している。

図５
パソコン用

４. １

香り解析装置香り発生

一般的に香りの解析にはガスクロマトグラフにより行システムうことが考えられるが、解析に長時間かかり、その情報を元に香りを合成することも難しい。最近では人間の嗅覚細胞を直接モデル化した、より簡便な香り解析装置が開発されている。

図６ 携帯型香り発生器

図７10

香り解析装置による測定データの例

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サイバースペースと VR

この装置には、32 種類の重合体でできたセンサが内17411５．仮想空間における嗅覚情報の利用
本章では、仮想空間システム Friend Park[3] を例に、蔵されており、それぞれのセンサからの出力が、その香りの測定データとなる。すなわち、香りに含まれる香気仮想空間における嗅覚情報の伝達について説明する。

成分それぞれの量を求めるのではなく、香りそのものをFriend Park は森林、酒場、リビングルーム、和室の 4 つ32 個の特徴量として表現する。測定データの例を図 7の空間とそれらを結合する回廊からなる仮想空間システに示す。

ムである（図 9 参照）。それぞれに空間は 3 次元 CG で表現され、ユーザは 4 つの空間内を自由に移動すること４. ２ができる。このシステムはユーザに対して、それぞれに香りの合成

一つの香りは複数の香気成分から構成される。その主空間や近傍のオブジェクトに応じて、適切な嗅覚情報をたる香気成分を適切な比率で合成することで、近似的に提供することにより、空間の雰囲気、物体の存在や状態香りを再現することが可能である。このシステムでは、について、より実感の伴った仮想空間を構築することを香気成分の解析結果と、合成の目標となる香りの解析結目指している。
香りの発生は図 2 に示した芳香発生装置を利用し、仮果から、近似的な合成比率を求めて、香気成分を合成す

想空間内で、あらかじめ決められた 5 種類の香りを提供る。
試作した香り合成装置の概観を図 8 に示す。この装置する。

はシーケンサと、実際に香りの合成を行う合成部とからなり、合成部はステッピングモータと香気成分を入れた注射器によって構成されている。ステッピングモータと注射器は 25 組用意されており、最大で 25 種類の香気成分を扱うことが可能になっている。

図９．Friend Park

仮想空間システムにおいて嗅覚情報を取り扱うためには、嗅覚情報の定義とその伝達の制御のために、香りのモデル化が必要である。Friend Park では、ユーザに伝達する嗅覚情報を「アロマ」と呼び、香りの種別（どのような香りか）、その濃度、仮想空間における伝達領域、
図８

時間的変化などにより定義している。

香り合成装置シーケンサは各香気成分の構成比率をデータとして受(1) 香りの種別と濃度

け取り、それに基づいて、25 基のステッピングモータ

すでに述べたように香りそのものの記述については、を制御してシリンダを突き出し、注射器の中に満たされ光の三原色のような原臭とその量による表現が見つかっている香気成分を適当な比率で押し出す。押し出されたていない。したがって、香りの種別や濃度の記述方法に香気成分は中央の紙の筒に滴下され、香りが合成される。

ついては、統一的な記述方法はなく、個々のシステムに最後に装置下方からエアコンプレッサを用いて紙の筒に依存せざるをえない。例えば、Friend Park では、芳香発空気を送り込み、合成した香りを外部に放出する。

生装置が発生できる 5 種類の香りの一つを香りの種類として指定しているに留めている。将来的に香りの種別の記述方法は、解析や合成が実用化にともない、飛躍的に改善されると考えられる。

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(2) 仮想空間における伝達領域

サイバースペースと VR

における香りの表現は、強度ばかりでなく、質的な変化

香りの伝達領域を考える上でのポイントは伝達の基点も引き起こす。このような香りの変化が記述できるモデをどこに置くかと、香りの伝達範囲、すなわち、空間内ルとその提供方法については、現時点ではほとんど目処でどの領域に存在するユーザに嗅覚情報を伝達するかでが立っていない。

ある。
直感から明らかなように、香りを発生するオブジェク

６．おわりにトが存在する場合は、そのオブジェクトが嗅覚情報伝達

本解説では、香りの仕組み、香りディスプレイ、香りの基点となる。このように、仮想空間内のオブジェクトの解析と合成、仮想空間での嗅覚情報の取り扱いについに付随したアロマで、そのオブジェクトを香りの伝達のて述べてきた。香りと味覚の提示方法や仮想空間での利基点と考えることができるアロマを物体アロマと呼ぶ。

用に関しての研究は始まったばかりであり、多くの課題花の香りやコーヒーの香りなどは物体アロマと考えるこが残されている。より臨場感があり、人の共感を得るよとができる。

うな仮想空間を構築するためには、このような五感に直一方、海や森林の香り、部屋全体に広がる芳香など、接訴えるメディアを自在に活用できるような技術を確立

空間全体に拡散する香りもある。このような香りを環する必要があるだろう。

境アロマと呼ぶことにする。環境アロマは厳密には何らかのオブジェクトから発生している場合もあるが、オブ謝辞

ジェクトとは切り離して空間全体と対応付けた方が、処資料を提供していただいた慶応大学、資生堂、玉川大理が容易になる。

学、東京大学、フランステレコム社（アイウエオ順）に深く感謝します。

香りの伝達範囲の考え方は物体アロマか環境アロマによって異なる。物体アロマを伝達するべき仮想空間上の領域、すなわち物体アロマオーラは、空間が均質で連続参考文献的であれば、そのオブジェクトを中心とする円形または[1] 岡田謙一、サイバースペース上のバーチャルリアリ球体の領域と考えることができる。その大きさは香りのティ - 協調仮想環境、情報処理、Vol.42 No.3、濃度により変化する。一方、環境アロマの伝達領域であpp.236-240、2002[2] http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/pressrelease/

る環境アロマオーラはその空間全体である。

japanese/tsusin/001116j501.html (July 13, 2002)[3] http://www.shiseido.co.jp/s9605viv/html/index.htm (July(3) 香りの時間的な変化

13, 2002)

香りの時間変化については、濃度の変化、アロマオーラの変化、香りの質的変化などがあり、表現が難しい領[4] 重野寛、本田新九郎、大澤隆治、永野豊、岡田謙一、

域として残されている。

松下温：

仮想空間における風と香りの表現手法 -仮想空間システム Friend Park 、情報処理学会論文誌、

物体アロマによる定義により、オブジェクトの移動

Vol.42、No.7、pp.1922-1932、2001

による領域の移動や、濃度を物体アロマオーラの大きさにマッピングして表現することができる。また、特に屋[5] 椎尾一郎、美馬のゆり、"Meeting Pot: アンビエント

外のように気流のある仮想空間では、円形の物体アロマ

表示によるコミュニケーション支援 "、インタラクショ

オーラを流体として変形することにより、香りの伝達領ン 2001 論文集、情報処理学会シンポジウムシリーズ、域を制御する試み [9] がある。

Vol. 2001 No. 5、pp. 163-164、2001

濃度の変化については、香りディスプレイの発生する[6] 廣瀬通孝、谷川智洋、田中信吾、崎川修一郎、嗅覚ディ香りの濃度変化として直接的に表現することが自然であスプレイに関する研究、日本バーチャルリアリティ学る。しかし、オブジェクトに近づく場合のように、提供会第 5 回大会論文集、2000 年[7] http://www.rd.francetelecom.fr/en/medias/

する香りを濃くすることは比較的容易に実現できるが、

prof_jour_press_web-parfume.htm (July 13, 2002)

現時点ではすばやく消臭する技術がないため、香りを薄くすることは難しい。

[8] 冨永健太郎、永野豊、武田雄樹、重野寛、松下温、

また、加熱処理にともなう香りの変化、例えば、料理仮想空間上における香りの再現、日本バーチャルリ

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サイバースペースと VR

アリティ学会、サイバースペースと仮想都市研究会、【略歴】

CSVC2001-17、pp.19-24、Jul. 19、2001

重野寛（SHIGENO

13176Hiroshi）[9] 冨永健太郎、永野豊、武田雄樹、重野寛、松下温、

慶應義塾大学理工学部情報工学科専任講師。工学博士。

天気と香りに注目した仮想空間上での現実世界の再平 2 慶大・理工・計測卒。平 9 同大大学院理工学研究科

現、日本バーチャルリアリティ学会、サイバースペー

博士課程了。平成 10 同大学理工学部情報工学科助手（有スと仮想都市研究会、CSVC2001-12、pp.33-37、April 5、期）。現在、同大学理工学部情報工学科専任講師。工博。

2001

無線 LAN の構成法と媒体アクセス制御方式、計算機ネッ
トワークにおけるステーション移動サポート、モバイル・コンピューティング、アクティブネットワーク、遠隔教育システムなどの研究に従事。
著書「〜ネットワーク・ユーザのための〜 無線 LAN 技術講座」（ソフト・リサーチ・センター）、「コンピュータネットワーク」（オーム社）など。
情報処理学会、電子情報通信学会、IEEE、ACM 各会員
岡田謙一（OKADA Kenichi）
慶應義塾大学理工学部情報工学科教授。工学博士。
情報処理学会学会誌編集主査、同論文誌編集主査、電子情報通信学会論文誌編集委員、情報処理学会グループ
ウェア研究会主査、同モバイル研究会幹事、電子情報通信学会マルチメディアインフラストラクチャ＆サービス研究会幹事、日本バーチャルリアリティ学会サイバースペース研究会副委員長などを歴任。
CSCW (ACM)、SAINT (IEEE)、 INTERACT (IFIP) をはじめ 14 国際会議の大会委員長、プログラム委員長、財務HCI。情報処理学会論委員長などを歴任。専門は CSCW、文賞（1996、2001）、情報処理学会 40 周年記念論文賞、日本バーチャルリアリティ学会サイバースペース研究賞を受賞
松下温（MATSUSITA Yutaka）

7 ページに掲載。

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