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냄새를 전자적으로 전달할 수 있습니까?

냄새를 전자적으로 전달할 수 있습니까?


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소리와 영상을 전파로 인코딩해서 보낼 수는 있지만 냄새에 대한 사진이나 영상을 쉽게 만들 수 없는 생리학적인 이유가 있는 것 같다. "기본 색상"과 유사하게 냄새를 "기본 냄새"로 현실적으로 분해하고 쉽게 재현할 수 있도록 정보를 인코딩할 수 있습니까?


눈에는 3가지 종류의 광학 수용체가 있지만 후각 수용체는 900가지가 넘습니다. 따라서 세 가지 기본 색상으로 사진을 인코딩할 수 있지만 기본 향기의 작은 집합이 없습니다.

"일차 냄새"를 통해 냄새를 전달하려면 각 후각 수용체의 반응을 모니터링하는 인공 코를 만든 다음 다른 쪽 끝에서 정확히 동일한 반응 패턴을 갖는 화학 혼합물을 방출해야 합니다. (수용체에 대한 화합물의 일대일 매핑을 찾을 수 없습니다.)


biocs의 훌륭한 답변으로 확장하여 이에 대한 몇 가지 실질적인 제한 사항을 강조하고 싶습니다. 우리가 했다 인간이 인식할 수 있는 모든 냄새를 생성하는 정확한 화학 혼합물의 거대한 데이터베이스를 만들 수 있습니다. 당신은 여전히 ​​몇 가지 합병증을 만날 것입니다:

  • 출력 장치(헤드폰 또는 스크린과 유사)는 이러한 물질을 필요에 따라 생산할 수 있거나 충분히 큰 스택이 있어야 합니다.
    • 전자는 하나의 장치에 전체 연구실이 내장되어 있어야 합니다. 우리의 소형 기술을 사용하더라도 이것은 아마도 상당히 커질 것입니다.
    • 후자는 모든 물질을 정기적으로 비축해야 합니다. 올인원 패키지(다시 크기가 문제가 됨) 또는 더 작은 "냄새 세트"(가능할 수 있음 - 그러나 시간이 소요됨)로 판매할 수 있습니다. 사람들이 이것이 무엇에 관한 것인지 이해할 때까지의 시간)
  • "냄새 물질"은 어떻게든 코에 닿아야 합니다. 동시에, 당신은 아마 그것들을 방의 나머지 부분에 두는 것을 원하지 않을 것입니다. 사운드 박스는 소리가 생성된 후 다소 빨리 사라지기 때문에 문제가 되지 않지만, 냄새는 더 오래 남아 있을 수 있습니다. 해결책은 코에 삽입하는 장치입니다. 별로 실용적이지는 않지만 사람들이 할 수 있습니다.

현재로서는 더 생각할 수 없지만 아마 있을 것입니다 :)


내 생각에 우리가 냄새를 전달할 수 없는 이유는 우리가 그것을 이해하지 못하기 때문입니다. 즉, 냄새 정보가 어떻게 코딩되는지에 대한 확실한 이해가 없기 때문에 해당 정보를 재현할 수 있는 시스템을 구축하는 방법을 상상하기 어렵습니다.

이것은 때때로 다차원 "냄새 공간"의 관점에서 논의되는데, 여기서 각 냄새는 각 차원에 따른 위치로 설명될 수 있습니다. 문제는 치수가 무엇인지 실제로 알지 못한다는 것입니다. 대조적으로, 우리는 시각적 공간이 2차원 평면에서 색상 세트의 강도로 설명될 수 있다는 것을 알고 있습니다. 청각 공간은 주파수와 진폭으로 설명됩니다. 냄새가 화학 물질로 구성되어 있다는 것은 분명하지만 냄새 공간에서 그 화학 물질이 어디에 적합한지는 아직 모릅니다. 냄새 공간을 이해하는 것은 냄새 공간에서 메시지를 전송할 수 있는 시스템을 구축하기 위한 전제 조건입니다.

또한, 냄새 전달 시스템을 어떻게 조작할 것인가는 부분적으로는 생물학적 문제일 뿐입니다. 예를 들어, CMYK 인쇄 시스템은 RGB 광수용체가 잘 이해할 수 있는 이미지를 생성하는 데 능숙합니다. 전화선은 달팽이관이 실제로 어떻게 작동하는지 신경 쓰지 않고도 소리를 전송할 수 있습니다. 전송된 사진과 전송된 소리는 원래 이미지와 소리와 동일한 패턴으로 우리의 광수용기와 청각 유모 세포를 활성화하기 때문에 작동합니다. 우리는 정보 감각 시스템이 해독하는 특성을 이해하기 때문에 이를 수행하는 시스템을 구축할 수 있으며, 그렇게 하기 위해 생리학에 대한 깊은 이해가 필요하지 않습니다. (물론 생리학을 알아내는 것이 매우 재미있다고 생각하지만, 그것은 또 다른 요점입니다.) 즉, 후각 시스템을 구축하기 위해 많은 후각 수용체가 모두 무엇을 하는지 알 필요는 없을 것입니다. 이것은 포유류의 후각 시스템이 진화한 방식의 세부 사항입니다. 중요한 것은 냄새 정보의 본질을 이해하는 것입니다. 그런 다음 냄새를 전달하는 시스템을 만드는 것이 이론적으로 실현 가능합니다.


주요 냄새가 나는 냄새 캡슐, 캡슐로 전송된 코드로 가열될 수 있는 농축된 콧물 갱신됨, 아마도 USB에 연결되었을 수 있습니다. 최근에 이것에 대해 생각하고 있습니다. 냄새 캡슐에는 냄새 모음만 필요하다는 결론에 도달했습니다. 바나나를 입력하면 키 뒤에 문자가 표시되는 코드가 있습니다. , 나는 냄새 프로그램이 필요할 것이라고 생각합니다. 누군가가 거기에서 바나나의 코딩된 이미지를 보낸다면 당신이 그것을 받고 그것을 클릭하는 즉시 그 코드가 당신의 프로그램에서 동일한 코드를 활성화하고 당신은 냄새를 맡을 것입니다 바나나 나는 기본 냄새가 얼마나 많은지 또는 혼합할 수 있다고 해도 기본 및 혼합이 마스트될 때까지 가장 일반적인 냄새의 수집이 작업을 수행할 것이라고 생각합니다. 다른 많은 것들과 마찬가지로, 그것은 gre가 될 것입니다. 배를 보거나 시뮬레이터에서 항해하는 동안 바다 냄새를 맡으려면 기름 냄새를 가열하면 잘 작동합니다. 각각의 농축 된 두꺼운 향유와 모든 다른 오일이 개별 구획에 들어 있습니다. 복잡한 캡슐 내부의 코드와 얇은 선으로 가열된 가열된 것을 불어내는 팬


그것은 보이는 것처럼 간단하지 않습니다. 소리는 시간의 함수로 하나의 단일 변수의 강도로 나타낼 수 있는 파동입니다(단일 소리인 가장 간단한 경우를 말하는 것입니다). 대신 맛과 냄새는 다양한 신체 센서와 복잡한 방식으로 상호 작용하는 화학 신호에 의존합니다. 하나의 신호로 표현할 수 없으며 다양한 화합물이 있습니다. 그러나 문제를 조금 단순화하는 방법이 있습니다.

냄새는 맛보다 더 어렵고 이해하기 쉽지 않지만 이미 그것을 코딩하려는 시도가 있습니다. 예를 들어 http://computer.howstuffworks.com/internet-odor1.htm을 참조하십시오.

맛은 5가지 기본 화학 수용체뿐만 아니라 음식의 질감, ​​온도 및 기타 변수에 따라 달라지기 때문에 복잡합니다. 그러나 보편적인 맛 신디사이저의 최첨단 기술은 상당히 발전되어 있습니다. http://www.dailymail.co.uk/news/article-2328816/NASA-build-universal-food-synthesizer-create-3D-food-printer-insects-algae.html을 읽을 수 있습니다.

나는 다른 답변을 줄 것입니다 (또는 아마도 두 개의 관련 답변).

냄새와 맛 날것의 신호는 특정 분자 및 생화학적 특성과 관련이 있습니다. 시뮬레이션할 수 없음 전자적으로. 관련된 뇌 과정은 말할 것도 없고(우리는 실제로 같은 색 아니면 그냥 동의 같은 이름의 색?). 반면에 특정 분자 및 생화학적 특성과 관련이 있는 것이 아니라 실제로 시뮬레이션 및 재구성할 수 있는 파동 특성(예: 스테레오 플레이어의 스피커가 오디오를 재구성하는 오디오 또는 시각적 신호) 인코딩된 정보의 신호). 화자가 특정 냄새나 맛의 근원이 되는 분자를 재구성할 수 있습니까?

실제로 냄새와 타투를 전자 신호(더 제한된 방식으로)로 나타낼 수 있습니다. 특정 냄새나 맛에 매핑된(또는 특정 분자 및 생화학 물질에 매핑된) 코드 데이터베이스를 만듭니다. 이것들은 참조로 사용됩니다. 샘플 냄새를 취하여 데이터베이스에 매핑하고 데이터베이스 ID를 보내고 상대방이 보낸 데이터베이스 ID를 조회하도록 한 다음 생성합니다. 특정한 전송된 "냄새" id에 의해 인덱싱되는 분자(또는 생화학 물질)입니다. 이런 식으로 할 수 있지만 제한적입니다.


냄새를 맡는 합성 유전자 네트워크

생명공학자들은 인간 세포 컨소시엄에 인공적인 후각 감각을 부여하여 세포가 환경에서 기체 휘발성 화합물의 존재를 감지, 정량화 및 기억할 수 있도록 합니다.

합성 생물학자들은 자연 및 인공 컴퓨팅 전략에서 영감을 받은 설계 원칙을 채택하여 비교적 정교한 감각, 계산 및 작동 모듈을 고유한 기능을 가진 살아있는 세포 4로 프로그래밍하기 시작했습니다. 그러나 수백만 년의 진화에 의해 미세 조정된 자연 생물학적 시스템과 경쟁할 수 있는 프로그램의 실행은 여전히 ​​과제로 남아 있습니다. 특히, 부분적으로 제한된 셀룰러 자원과 현재 기술의 모듈성 부족으로 인해 개별 셀에 복잡한 프로그램을 부여하는 것은 여전히 ​​어렵습니다. 따라서, 여러 유전 프로그램으로 단일 세포 유형을 포장하는 대신, 유전 프로그램이 자연적 대응물과 마찬가지로 세포 컨소시엄의 다른 세포 유형에 분산되는 접근 방식이 주목을 받았습니다. 5,6,7.


다양한 냄새를 인식하는 전자코

전자 코는 사람의 코와 마찬가지로 복잡한 가스 혼합물(예: 냄새)을 감지하고 특정 신호 패턴을 기반으로 이를 인식할 수 있습니다. 크레딧: Amadeus Bramsiepe, KIT

갓 갈아낸 커피, 팝콘, 바이오 폐기물 또는 연기 등 우리는 살아가면서 다양한 냄새를 알게 되며 코 덕분에 출처를 보지 않고도 구별하고 식별할 수 있습니다. 칼스루에 공과대학(KIT)의 과학자들은 이제 다양한 냄새를 가르칠 수 있는 센서를 개발했습니다. "전자 코"는 일상적인 사용에 적합하고 사람보다 먼저 연기가 나는 케이블이나 상한 음식과 같은 잠재적 위험의 냄새를 맡을 수 있습니다.

인간의 코는 약 400개의 서로 다른 후각 수용체를 가진 약 천만 개의 후각 세포로 구성되어 있습니다. 이 수용체는 냄새를 감지하고 특정 신호 패턴을 생성합니다. 뇌는 신호 패턴을 특정 냄새에 할당합니다. "우리는 생물학적 코를 모델로 사용합니다."라고 KIT의 미세구조 기술 연구소(Institute of Microstructure Technology)에서 Smeldect 프로젝트를 조정하는 Dr. Martin Sommer가 말했습니다. "우리의 전자 코에서 나노섬유는 냄새와 같은 복잡한 가스 혼합물에 반응하고 센서가 냄새를 식별하는 기반으로 신호 패턴을 생성합니다." Smeldect의 목표는 대량 생산 및 일상 사용에 적합한 저가의 후각 센서를 개발하는 것입니다.

전자 코는 크기가 몇 센티미터에 불과합니다. 여기에는 가스를 평가하는 기술을 포함하여 필요한 전자 장치가 포함되어 있습니다. "코"는 많은 개별 센서에 이산화주석으로 만들어진 나노와이어가 장착된 센서 칩으로 구성됩니다. 칩은 개별 센서의 저항 변화로부터 특정 신호 패턴을 계산합니다. 이것들은 주변 공기의 분자에 따라 다르고 냄새에 따라 다르므로 특징적이고 인식할 수 있습니다. 특정 패턴이 이전에 칩에 학습된 경우 센서는 몇 초 안에 냄새를 식별할 수 있습니다.

전자 코는 나노와이어가 냄새, 즉 복잡한 가스 혼합물과 반응하는 센서 칩입니다. 크레딧: Martin Sommer, KIT

이 과정을 시작하기 위해 연구원들은 센서 하우징에 통합된 발광 다이오드를 사용하고 나노와이어에 UV 광을 조사합니다. 그 결과, 초기에 매우 높은 이산화주석의 전기 저항이 감소하여 냄새를 담당하고 이산화주석 표면에 부착된 분자에 의한 저항 변화를 감지할 수 있습니다. "센서가 냄새를 감지하면 저항이 더 감소합니다. 냄새가 사라지면 전기 저항이 다시 초기 수준으로 증가하고 "코"가 다른 측정을 위해 준비됩니다."라고 Sommer는 말합니다.

센서 칩은 다양한 냄새를 학습할 수 있으므로 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 가정에서 주변 공기를 제어하거나 화재 경보기로, 쇼핑 중에 생선이나 고기가 얼마나 신선한지 확인하기 위해, 제어하기 위해 예를 들어 품질 여보, 또는 로봇의 코처럼. "어려움은 향기가 항상 동일하게 유지되지 않는다는 사실에 있습니다. 예를 들어, 태양 아래 장미의 냄새는 비오는 장미의 냄새와 다릅니다."라고 물리학자는 말합니다. "현재 우리는 보편적으로 선택할 수 있는 특정 용도를 위한 전자 코를 훈련하고 있습니다."

KIT의 과학자들은 대중 시장을 위한 저렴한 센서를 개발하고자 합니다. Sommer는 "미래에는 케이블 화재를 방지하기 위해 전자 코가 모든 전기 장치에 통합될 수 있습니다. 또는 스마트폰에 사용될 수 있습니다. 쇼핑을 할 때 모두가 자신의 매우 민감한 전자 코를 동반할 것"이라고 말했습니다. 말한다.

산업 제조 및 판매와 관련하여 KIT는 프로젝트 파트너인 JVI Elektronik 및 FireEater의 지원을 받습니다. 두 파트너는 이미 2015년 EU 프로젝트 "SmokeSense"에 따라 KIT와 협력하여 전자 코를 기반으로 한 스마트 화재 경보기를 개발했습니다. 저온 탄화 및 연소 가스를 감지하고 신뢰할 수 있는 분석을 통해 연소 물질을 식별합니다.


문더스트의 신비한 냄새

달에서의 긴 하루가 끝날 무렵, 아폴로 17호 우주비행사 진 세르난은 달 착륙선 챌린저 안에 앉아 있습니다. 그의 롱존과 이마에 묻은 먼지에 주목하세요. 사진 제공: 잭 슈미트

문더스트. 아폴로 17호 우주비행사 진 서넌(Gene Cernan)은 "좀 보내드릴 수 있으면 좋겠어요."라고 말했습니다. 달 표면에서 갓 떠낸 골무 한 줌. "놀라운 일이다."

느껴보세요. 눈처럼 부드러우면서도 이상하게 연마력이 있습니다.

아폴로 16호 우주비행사 존 영(John Young)에 따르면 맛을 보세요. "반쯤 나쁘지는 않습니다."

냄새를 맡아보세요. "사용한 화약 냄새가 납니다."라고 Cernan은 말합니다.

당신은 어떻게 맡다 문더스트?

모든 아폴로 우주비행사들이 그랬습니다. 그들은 달 표면에 코를 만질 수 없었습니다. 그러나 모든 문워크(또는 "EVA") 후에는 착륙선 내부로 물건을 다시 짓밟았습니다. Moondust는 부츠, 장갑 및 기타 노출된 표면에 달라붙어 믿을 수 없을 정도로 달라붙었습니다. 그들이 객실에 다시 들어가기 전에 양복을 아무리 열심히 닦아도 약간의 먼지(때로는 많은 먼지)가 실내로 들어갔습니다.

헬멧과 장갑을 벗으면 우주비행사들은 달을 느끼고 냄새를 맡으며 맛을 볼 수 있었습니다.

이 경험은 아폴로 17호의 우주비행사 잭 슈미트(Jack Schmitt) 역사상 최초의 외계 꽃가루 알레르기 사례를 기록했습니다. 그는 혼잡한 목소리로 휴스턴에 라디오를 보냈다. 몇 년 후 그는 "첫 번째 EVA 후 헬멧을 벗었을 때 먼지에 심각한 반응을 보였습니다. 비갑개(비강 벽의 연골판)가 부어올랐습니다."라고 회상합니다.

몇 시간 후, 감각은 사라졌습니다. "그것은 두 번째와 세 번째 EVA 이후에 다시 거기에 있었지만 훨씬 더 낮은 수준이었습니다. 나는 그것에 대해 어느 정도 면역을 발전시키고 있었던 것 같아요."

다른 우주비행사들은 꽃가루 알레르기에 걸리지 않았습니다. 아니면 적어도 "그들은 그것을 인정하지 않았다"고 슈미트가 웃는다. "조종사는 자신의 증상을 자백하면 기항할 것이라고 생각합니다." 다른 우주 비행사와 달리 Schmitt는 테스트 파일럿 배경이 없었습니다. 그는 지질학자였으며 쉽게 코를 킁킁거렸다.

Schmitt는 자신이 비갑개에 민감한 사람이라고 말합니다. "휴스턴의 석유화학 제품은 저를 미치게 만들었습니다. 그리고 저는 담배 연기를 조심해야 합니다." 그렇기 때문에 다른 우주비행사들이 자신보다 훨씬 덜 반응했다고 그는 믿습니다.

그러나 그들은 반응했습니다. "정말 강한 냄새입니다." 아폴로 16호 조종사 찰리 듀크가 라디오를 통해 말했습니다. "그것은 나에게 화약의 맛과 화약의 냄새를 가지고 있습니다." 다음 임무인 Apollo 17에서 Gene Cernan은 "누군가가 여기에서 카빈총을 발사한 것 같은 냄새가 난다"고 말했습니다.

Schmitt는 "모든 Apollo 우주비행사들은 총을 다루는 데 익숙했습니다."라고 말합니다. 그래서 '달가루는 탄 화약 냄새가 난다'고 했을 때 무슨 말인지 알 것 같았다.

달 - 40억년 된 사막.

분명히 말해서, 달가루와 화약은 같은 것이 아닙니다. 현대의 무연 화약은 니트로셀룰로오스(C6시간8(아니요2)2영형5) 및 니트로글리세린(C3시간5N3영형9). NASA의 Johnson Space Center에 있는 Lunar Sample Laboratory의 Gary Lofgren은 이것이 "달의 토양에서는 발견되지 않는" 가연성 유기 분자라고 말합니다. 문더스트와 경기를 치르십시오. 최소한 폭발적인 일은 일어나지 않습니다.

문더스트는 무엇으로 만들어졌나요? 거의 절반은 운석이 달에 충돌하여 생성된 이산화규소 유리입니다. 수십억 년 동안 계속되어 온 이러한 충격은 표토를 유리로 융합시키고 같은 것을 작은 조각으로 산산조각냅니다. Moondust는 또한 감람석과 휘석과 같은 미네랄에 결합된 철, 칼슘 및 마그네슘이 풍부합니다. 그것은 화약과 같은 것이 아닙니다.

그렇다면 냄새는 왜? 아무도 모른다.

달에 가본 적이 없지만 우주 냄새에 관심이 있는 ISS 우주비행사 Don Pettit은 한 가지 가능성을 제시합니다.

"지구의 사막에 있는 자신을 상상해 보세요."라고 그는 말합니다. "무슨 냄새가 나요? 비가 올 때까지 아무 것도 아닙니다. 공기가 갑자기 달콤하고 토탄 냄새로 가득 찼습니다." 땅에서 증발하는 물은 몇 달 동안 건조한 토양에 갇혀 있던 분자를 코로 운반합니다.

아마도 비슷한 일이 달에서도 일어날 것입니다.

"달은 40억 년 된 사막과 같습니다."라고 그는 말합니다. "정말 건조합니다. 달 먼지가 달 착륙선의 습한 공기와 접촉하면 '사막 비' 효과와 함께 아름다운 냄새가 납니다." (기록을 위해 그는 화약을 아름다운 냄새로 여긴다.)

Gary Lofgren은 "달가루에서 '증발'하는 가스는 태양풍에서 올 수 있습니다."라는 관련 아이디어를 가지고 있습니다. 그는 지구와 달리 달은 태양에서 불어오는 수소, 헬륨 및 기타 이온의 뜨거운 바람에 노출되어 있다고 설명합니다. 이 이온들은 달 표면에 부딪혀 먼지에 갇히게 됩니다.

취약한 상황입니다. "이온은 발자국이나 먼지 브러시로 쉽게 제거되고 달 모듈 내부의 따뜻한 공기와 접촉하여 증발됩니다. 태양풍 이온이 기내 대기와 섞이면 누가 무슨 냄새를 맡는지 알 수 있습니다."

태양풍의 냄새를 맡고 싶습니까? 달에 가십시오.

Schmitt는 또 다른 아이디어를 제시합니다. 냄새와 그에 대한 그의 반응은 달가루가 화학적으로 활동적이라는 신호일 수 있습니다.

"달가루가 어떻게 형성되는지 생각해보십시오."라고 그는 말합니다. "유성체는 달에 충돌하여 암석을 들쭉날쭉한 먼지로 만듭니다. 망치질하고 부수는 과정입니다." 먼지 속의 부서진 분자는 원자 파트너를 필요로 하는 만족스럽지 못한 전기 연결인 "댕글링 결합"을 가지고 있습니다.

Moondust는 "망치"가 유성체를 두들겨서 형성됩니다. 이미지 크레디트: 테네시 대학교의 래리 테일러 교수.

약간의 달가루를 흡입하면 어떻게 될까요? 매달린 채권은 코의 막에서 파트너를 찾습니다. 혼잡해집니다. 이상한 냄새가 난다고 신고합니다. 나중에 모든 유대가 결합되면 이러한 감각이 사라집니다.

또 다른 가능성은 달의 먼지가 달 착륙선의 산소 대기에서 "타는" 것입니다. Lofgren은 "산소는 매우 반응성이 높으며 달가루의 매달린 화학 결합과 쉽게 결합할 것"이라고 말했습니다. 산화라고 하는 과정은 연소와 유사합니다. 연기나 불꽃에 비해 너무 느리게 발생하지만, 달가루의 산화는 탄 화약과 같은 향기를 생성할 수 있습니다. (참고: 탄 화약과 타지 않은 화약은 같은 냄새가 나지 않습니다. 아폴로 우주비행사들은 특정했습니다. 문더스트는 탄 화약 냄새와 비슷합니다.)

흥미롭게도 지구로 돌아가면 달먼지는 냄새가 없습니다. 휴스턴의 Lunar Sample Lab에는 수백 파운드의 달가루가 있습니다. 그곳에서 로프그렌은 먼지투성이인 달의 바위를 자신의 손으로 들고 있었습니다. 그는 바위의 냄새를 맡고, 공기의 냄새를 맡고, 손의 냄새를 맡았습니다. "화약 냄새가 나지 않습니다."라고 그는 말합니다.

아폴로 선원들은 상상을 했을까요? 아닙니다. Lofgren과 다른 사람들이 더 나은 설명을 했습니다.

지구의 Moondust가 "진정"되었습니다. Apollo 우주 비행사가 가져온 모든 샘플은 습기가 많고 산소가 풍부한 공기와 접촉했습니다. 냄새나는 화학 반응(또는 증발)은 오래전에 끝났습니다.

이런 일이 일어나서는 안 된다. 우주 비행사는 샘플을 진공 상태로 유지하기 위해 특별한 "보온" 용기를 달로 가져갔습니다. 그러나 먼지의 들쭉날쭉한 가장자리가 예기치 않게 컨테이너의 봉인을 절단하여 3일 간의 지구 여행 중에 산소와 수증기가 스며들도록 했습니다. 그 노출로 인해 먼지가 얼마나 변했는지 아무도 말할 수 없습니다.

Schmitt는 "우리는 달의 먼지를 현장에서 연구할 필요가 있다"고 믿습니다. 그곳에서만 우리는 그 특성을 완전히 발견할 수 있습니다. 냄새가 나는 이유는 무엇입니까? 착륙선, 탐사선 및 서식지와 어떻게 반응합니까? 어떤 놀라움이 기다리고 있습니까?

NASA는 2018년에 사람들을 달에 다시 보낼 계획이며, 그들은 아폴로 우주비행사보다 훨씬 더 오래 머무를 것입니다. 다음 세대는 수수께끼를 풀 수 있는 더 많은 시간과 더 나은 도구를 갖게 될 것입니다.


터치(햅틱 메모리)

촉각과 집중하는 능력 사이에는 강한 상관관계가 존재합니다. John J. Ratey 박사의 연구에 따르면, 반복적인 작은 신체 활동 또는 안절부절은 우리가 집중하고 주의를 기울이는 능력을 증가시키는 방식으로 뇌의 신경 전달 물질 수준을 증가시킬 수 있습니다. 다시 말해, 감각 장치를 가지고 노는 것, 스트레스 볼을 부수거나 종이에 낙서를 하는 것과 같이 최소한의 집중을 안절부절하게 하는 것은 우리의 집중력과 수행 능력에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 유형의 터치 학습은 햅틱 메모리를 트리거합니다.

집중하는 데 약간의 도움이 필요하면 공부하는 동안 문지르거나 조작할 수 있는 돌, 진흙 곰팡이, 스트레스 볼 또는 감각 도구를 휴대하는 것을 고려하십시오.


냄새와 맛 연구실

이것은 실제로 하나의 여러 과제입니다. 워드로 생성되며, 2개의 다른 랩(미각 및 후각)을 수행할 뿐만 아니라 이해를 위한 읽기 및 질문에 답하는 것도 포함됩니다. 또한 Taste and Smell에 대한 단기집중과정 비디오에 대한 YouTube 링크를 포함했습니다. 나는 학생들이 스스로 비디오를 보고 배운 내용에 대해 10가지 사실을 쓰도록 합니다. 영상 링크는 문서에 10가지 사실을 적는 칸과 함께 있습니다. 전체 실습(비디오 팩트, Q& A 섹션, 실습 결과)은 5페이지 분량의 Word 문서에서 채점을 위해 전자적으로 나에게 제출됩니다.

읽을 흥미로운 정보가 많은 단락과 읽기에 대한 몇 가지 질문이 있습니다. 질문에 대한 답변이 끝나면 실습이 수행됩니다. 이것은 미각 연구실과 후각 연구실 모두에 적용됩니다. 저는 이 실습을 2개의 수업 기간 동안 나누었습니다. 블록 일정(예: 90분)으로 강의하는 경우 두 실습을 동일한 수업 중에 수행할 수 있습니다.

미각 연구실에서는 Zotz 캔디(70년대 즐겨 사용)를 사용하지만 이 할당을 매우 제한적으로 수정하거나 조정하면 모든 새콤한 캔디(Lemonheads, Warheads)를 사용할 수 있습니다. 우리는 또한 약간의 물을 마시고 입과 혀의 짠 부분을 평가하기 위해 약간의 프레첼을 먹습니다. 다음은 냄새 연구실로 갑니다. . .

냄새 실험실은 레몬 향 가정용 세제, 표백제, 식초, 바닐라 추출물, 페퍼민트 추출물, 계피 및 커피의 7가지 향을 사용합니다.

이 실습은 매우 재미있습니다. 학생들이 짝을 지어 냄새와 맛을 식별하려고 하는 동안(때로는 눈을 감고도!) 많은 웃음을 선사할 준비가 되어 있습니다. 읽기/질문에 답하기 과제와 실습이 모두 하나로 되어 있습니다.

이 과제는 Blackboard 또는 Schoology와 같은 드롭박스가 있는 컴퓨터에서 사용되는 Word 문서입니다. 별표를 제거하고 학생들이 답을 입력하는 대신 작성할 수 있도록 라인을 추가하여 인쇄 가능한 종이 사본으로 빠르고 쉽게 변환할 수 있습니다. 나는 과제의 전자 사본을 사용하여 종이를 절약할 수 있도록 이 형식을 자주 사용합니다.

학생은 빨간색 별표 사이에 커서를 놓아 질문에 답하고 답을 입력하기 시작합니다. 이렇게 하면 학생이 질문에 답했음을 쉽게 확인할 수 있고 내가 빨간색으로 입력한 내용을 읽고 과제를 쉽게 채점할 수 있습니다. 나는 기술을 사랑한다!

이것을 인쇄 가능한 사본으로 만들려면 빨간색 별표를 제거하고 질문에 대한 답변을 입력하십시오. 쉬운!


롤러는 새끼 고양이의 공포 냄새를 맡습니다.

많은 동물들이 다른 사람들이 냄새를 맡을 수 있는 화학적 신호를 만들어 위험에 반응합니다. 이를 공포의 냄새라고 합니다. 일부 조류 종은 위협을 받을 때 화학 물질을 생성합니다(예: 유라시아 롤러의 새끼) 코라시아스 가루루스 둥지에서 무서워하면 냄새나는 오렌지색 액체를 토합니다. 여기에서 우리는 이 구토의 후각을 통해 부모가 둥지에서 최근 포식 시도에 대해 정보를 받았을 가능성을 실험적으로 탐구합니다. 새끼새끼 토사물을 처리한 둥지의 어미는 냄새 조절제를 처리한 둥지의 어버이와 비교하여 둥지로의 진입을 늦추고 공급율을 감소시켰다. 이러한 결과는 성인 롤러가 자손에 대한 두려움의 냄새를 맡을 수 있고 종간 도전 중에 생성된 냄새가 종내 의사 소통 시나리오에서 역할을 한다는 것을 새에서 처음으로 보여줄 수 있음을 보여줍니다.

1. 소개

다른 감각 반응 중에서 위협에 대한 인식은 종종 동물에서 화합물의 방출을 유발합니다[1,2]. 이 공포 반응은 유기체가 갑작스러운 탈출에 대비하도록 준비하지만 공격자를 제지하거나[3], 동종에게 경고하거나[4,5] 공격자를 집단적으로 추적하도록 모집하는 기능도 할 수 있습니다[6]. 주요 기능 외에도 이러한 물질은 포식 위험을 평가할 때 표적이 아닌 이웃에 의해 탐지되고 악용될 수도 있습니다[5-8]. 예를 들어, 인간은 두려울 때 땀샘 활동을 증가시켜 체취를 강화하고 다른 사람들이 더 잘 감지할 수 있게 합니다[9]. 곤충에서 포유류에 이르기까지 많은 동물[1,6,10-12]은 위협에 대응하여 감지할 수 있는 냄새를 생성하며, 이를 '두려움의 냄새'라고 부릅니다.

새도 다르지 않으며 위협을 받으면 포식자를 낙담시키는 데 도움이 되는 방어 화학 물질을 생성할 수 있습니다[8,13]. 북부 풀마 풀마루스 빙하, 예를 들어 침입자에 대해 위유를 추진하여 방수 기능을 잃게 만듭니다[14]. 북부 셔블러 아나스 큐타 그리고 커먼아이더스 소마테리아 몰리시마, 잠복기 동안 경보가 울리면 알에 배설물을 뿌려 포유류 포식자를 제지합니다[15]. 조류 후각의 생태학적 관련성이 증가하는 관심을 받고 있지만[16-21], 놀랍게도, 종간 화학 방어 동안 생성된 물질이 종내 신호로서 가능한 역할은 조류에서 조사되지 않았습니다[8].

우리는 여기에서 새가 공포의 냄새를 감지할 수 있는지, 그리고 위험에 대한 반응으로 동종이 방출하는 화학적 신호에 의존하여 포식 위험을 평가할 수 있는지 여부를 조사했습니다. 이를 위해 우리는 유라시아 롤러로 실험을 수행했습니다. 코라시아스 가루루스 (이후 롤러), 이는 포식 위험을 평가하기 위해 화학적 신호를 사용하는 것이 유용할 수 있는 2차 구멍 중첩 coraciiform인데, 포식자의 시각적 탐지가 공동 내부에서 어려울 수 있기 때문입니다[21]. 또한 새끼를 낳는 롤러는 둥지에서 방해를 받으면 냄새나는 오렌지색 액체를 토합니다(D. Parejo & J. M. Avilés 2005, 미공개 데이터 그림 1NS 전자 보충 자료 참조). 이 구토물의 기능은 알려져 있지 않지만 방어적일 수 있으며 새끼를 포식자에게 혐오스럽게 만듭니다. 또한, 이 냄새가 나는 액체는 부모에게 최근 둥지에 대한 포식 시도에 대해 경고할 수 있습니다. 우리는 둥지에서 새끼의 구토가 퍼짐에 따라 롤러 부모의 행동이 변했는지 현장에서 평가하여 이 가능성을 조사했습니다. 우리는 부모가 새끼 고양이가 내뿜는 물질에 의해 냄새를 맡을 수 있고 경고를 받으면 둥지 주의력을 감소시킬 것으로 예상했습니다.

그림 1. (NS) 네슬링 롤러가 취급하는 동안 주황색 토사물을 토해냅니다. (NS) 둥지에 적용된 냄새(구토, N = 9 레몬, N = 6). () 둥지에 적용된 향기와 관련하여 둥지 상자에 도착한 후 처음 20분 동안 처리 전과 처리 중 사이의 둥지에 대한 부모 프로비저닝 방문 횟수(평균 ± s.e.)의 차이.

2. 재료 및 방법

(a) 연구 시스템

이 연구는 2010년 6~7월 스페인 남동부의 둥지 상자 사육 개체군에서 수행되었습니다(전자 보충 자료 참조).

(b) 실험 설계

부화 날짜와 새끼 수가 유사한 둥지를 각 처리에 무작위로 할당했습니다. 각 둥지에서 가장 오래된 새끼가 10일 되었을 때, 우리는 다음 처리 중 하나에 무작위로 할당된 둥지에서 부모의 주의력을 측정했습니다. (i) 구토 (N = 9) 및 (ii) 레몬 에센스(N = 6). 토사물이나 레몬에센스 1ml를 붓으로 둥지통 입구구멍 안쪽에 발라주었다(전자보충자료 참조). 이것은 부모가 둥지에서 멀리 떨어져 있는 동안 새끼 새들이 겁을 먹는 상황을 시뮬레이션하기 위해 수행되었습니다. 토사물/레몬은 둥지 상자 입구 구멍 안쪽에 세심하게 도포되었기 때문에 성인에게 후각 신호만을 제공했다고 확신합니다. 또한 둥지 상자의 색상은 처리에 따라 다르게 영향을 받지 않았습니다. 또한 둥지 상자 디자인과 새끼의 초기 발달 단계로 인해 새끼의 입구 구멍에 대한 비전은 불가능합니다(전자 보충 자료 참조). 같은 날 치료를 추가하기 전과 후의 부모 제공 행동을 촬영했습니다. 따라서, 각 둥지는 제어 무취 조건에서 먼저 촬영된 후 실험 조건에서 촬영되었습니다.

기록에서 추출된 둥지(예: 구토 또는 레몬) 및 시간(즉, 치료 전 또는 중)에 할당된 처리에 대해 맹인이었던 한 관찰자(DP): (i) 촬영 시작부터 부모 중 한 명이 입장할 때까지 경과된 시간 첫 번째 네스트 박스(대기 시간) (ii) 부모 프로비저닝 방문 횟수 및 (iii) 네스트 박스 내에서 부모가 보낸 총 시간. 적용된 처리의 휘발성 특성으로 인한 응답의 희석 가능성을 설명하기 위해 첫 번째 부모가 네스트 박스에 들어간 후 각 관찰을 각각 20분의 연속적인 두 기간으로 나누었습니다. 주어진 둥지에 대한 처리 중 및 처리 전 기간의 차이는 모든 분석에서 비교를 위해 사용되었습니다.

(c) 통계적 분석

S tatistica v. 8.0 소프트웨어를 사용하여 분석을 수행했습니다. 우리는 부화 날짜, 부화 시 새끼 크기, 둥지 주의력(예: 잠복기, 둥지 공급 방문, 둥지 상자 안에서 부모가 보낸 시간)의 처리 중 및 전처리 기간의 차이를 Mann-Whitney와 비교했습니다. - 테스트.

3. 결과

치료 전 기간과 치료 중 기간의 잠복기 차이는 적용된 치료에 따라 다릅니다( = −2.30, NS = 0.02, NV = 9, N = 6). 잠복기는 새끼새끼 토사물을 처리한 둥지에서 증가했지만 레몬 향을 처리한 둥지에서는 감소했습니다(그림 1NS).

처음 20분 동안의 부모 방문 횟수에서 치료 전과 치료 중 기간의 차이는 치료에 따라 다릅니다( = 2.47, NS = 0.01, NV = 9, N = 6). 새끼둥이 토사물을 처리한 둥지의 부모는 공급량을 줄인 반면, 레몬 에센스를 처리한 둥지의 부모는 양을 늘렸습니다(그림 1). 시간 경과에 따라, 즉 다음 20분 동안 희석된 부모 제공에 대한 치료의 효과( = 0.47, NS = 0.64, NV = 9, N = 6).

부모가 둥지 안에서 보내는 시간의 차이는 치료 전 기간과 치료 중 기간 사이에 처음 20분 동안에도 치료에 따라 달라지지 않았습니다. = 0.35, NS = 0.72, N = 9,6) 또는 그 이후( = 1.35, NS = 0.15, NV = 9, N = 6).

4. 토론

우리는 공급 롤러가 자손에 대한 두려움의 냄새를 맡을 수 있고 둥지에 더 조심스럽게 접근하여 이에 대응할 수 있음을 보여주었습니다. As far as we are aware, our study demonstrates for the first time in birds that a likely defensive substance produced during an interspecific challenge may also have a role in an intraspecific scenario. Indeed, the supposedly defensive liquid which nestling rollers vomit when disturbed is smelled by parents so that they can adjust their behaviour to avoid predation. Therefore, the expelling of vomit may act as a cue informing parents of a recent danger at their nests. Interestingly too, our results add to the growing body of evidence showing that birds are not anosmic and that they may rely on olfaction for important tasks [22].

Breeding rollers detected the scent cues and delayed their entrance to nests and decreased provisioning when their nests were treated with the vomit of conspecific nestlings. In addition, as previously shown in other birds [21], rollers detected these cues before entering their nest-boxes, probably owing to the volatile nature of substances. Our results might be attributed to the aversion of birds to unknown odours (review in [23]). However, neophobia is unlikely, because latency did not increase, and parental provisioning during the first 20 min did not decrease in response to lemon essence, which is also an unknown scent for rollers. Alternatively, because we used vomit from foreign nestlings in the experiment, results might be explained by parents’ capacity to recognize kin vomits. Indeed, there is growing evidence of odour-based kin recognition in colonial birds [24–26]. However, kin recognition based on vomit odour is unlikely to occur in rollers because parents are never challenged at their nests to tell their nestlings apart from foreign ones, as may be the case in colonial birds or in species suffering from brood parasitism. It is still possible that a change in nestling behaviour, due to the application of the treatment, mediated parent behaviour, which would be the case if nestlings inside nest-boxes can either see or smell the scents. However, the colour of nest-boxes was not differently affected by the treatments, ruling out the first possibility (electronic supplementary material). Also, a pilot study in which we recorded nestlings’ behaviour revealed that nestling behaved similarly before and after treatment application (electronic supplementary material), which discards the second possibility. Therefore, our results can be solely explained by the detection of a threat through olfaction of nestling vomit scents by parents. Moreover, in response to lemon essence, latency time decreased and number of parental provisioning visits during the first 20 min increased instead. This can be explained by the habituation of rollers to a researcher's visit to apply the treatment to nests (as in [21]) in a harmless odorous environment. The lack of habituation in nests assigned to the vomit treatment, however, would be an effect of the detection of nestling fear by parents. Therefore, by delaying their first approach to nests after perceiving the fear of offspring and by decreasing provisioning rate, rollers may minimize predation risk. Furthermore, our results show that birds are able to change their anti-predator behaviour according to the risk of predation, with birds decreasing their defensive behaviour in the course of time (see also [27]).

The vomit expelled by nestling rollers could be of major importance during breeding, as it seems to warn parents of threats occurred at nests during their feeding trips. Also, if this vomit had a defensive function deterring nest predators by making nestlings unpleasant to predators, it might not only increase parental survival, but also it would increase survival of the brood. This scenario opens a promising research topic about the role of avian compounds used as defensive substances in an intraspecific context.


Could we transmit smells electronically? - 생물학

Smelling and the Nose

We use our nose to smell things. At the top of the inside of our nose are millions of tiny little hairs called cilia. These hairs are connected to smell sensors which send signals to our brain about smell via the olfactory nerve. We smell things when they emit small molecules that float in the air and end up in our nose. We can't see these tiny molecules, but they are there. The reason we sniff is to get more of those molecules up into the top of our nose to where they can attach to the special sensors and determine the smell.

Smelling helps us in many ways. It first makes our food taste better. We can't really taste that many flavors, but with the help of smell we can "taste" thousands of different things. Also, smell helps to warn us from bad things like rotten food or smoke from fire.

Tasting and the Tongue

We use our tongue to taste things. The tongue uses taste buds or sensor cells to determine the type of food and send taste signals back to our brains. The tongue can taste four different flavors: bitter, sour, salty, and (maybe best of all) sweet. It was once thought that each of these tastes came from a different spot on the tongue: sweet from the tip, salty from the sides, sour from the back sides, and bitter from the back. Now scientists say that flavors can be tasted from most any part of the tongue.

Using Smell and Taste Together

As we discussed above, we can taste four distinct flavors. We can also smell over 10,000 smells. When we eat something, the flavor comes from a combination of taste and smell. Sometimes touch or pain can affect the taste as well due to the texture of the food or the hotness of spicy food.


Smell Receptors and Taste Receptors

The receptors for taste and smell are classified as chemoreceptors as these respond to special chemi­cals in aqueous solution. In each case, the chemi­cals must go into solution in the film of liquid coating the membranes of the receptor cells before these can be detected.

The taste receptors are specialized cells that detect chemicals present in quantity in the mouth itself, while smell receptors are modified sensory neurons in the nasal passage which detect the volatile chemicals that get wafted up the nostrils from distant sources.

These two types of receptors complement each other and often respond to the same stimulus. We can now guess why a very strong perfume leaves a peculiar taste in your mouth. The smell receptors can be as much as 3,400 times more sensitive than the taste receptors.

Sense of Smell (Olfaction)/Smell Receptors:

The receptors of smell occur in a small patch of olfactory epithelium (pseudo stratified epithelium) located in the roof of the nasal cavity.

The olfactory epithelium is yellowish in colour and consists of three types of cells.

(i) Olfactory Receptor Cells:

They act as sensory receptors as well as conducting neurons. The olfactory receptor cells are “unusual” bipolar neurons. Each cell is spindle shaped and has a thin apical dendrite that terminates in a knob which bears non motile cilia called olfactory hairs. Olfactory receptor cells are unique in that they are the only neurons that undergo turnover throughout adult life.

These are columnar cells which lie between the olfactory receptor cells to support them. They have brownish yellow pigment (similar to lipofuscin) which gives the olfactory epithelium its yellowish colour. Anatomical cells that support other cells are called sustentacular cells.

These are short cells that do not reach the surface. They give rise to new olfactory receptor cells to replace the worn out ones. This is an exception to the fact that neurons are not formed in the postnatal (after birth) life. The olfactory receptor cells survive only for about two months.

Olfactory glands (Bowman’s glands):

Many olfactory glands occur below the olfac­tory epithelium that secrete mucus to spread over the epithelium to keep it moist. The mucus also protects the cells from dust and bacteria.

The dissolved chemicals stimulate the olfactory receptors by binding to protein receptors in the olfactory hairs (cilia) membranes and opening specific Na + and K + channels. This leads ultimately to an action potential that is conducted to the first relay station in the olfactory bulb.

The fibres of the olfactory nerves synapse with mitral cells (second- order neurons) in complex structures called glomeruli (balls of yam). When the mitral cells are activated, impulses from the olfactory bulbs via olfactory tracts to main destinations (e.g., temporal lobe of the cerebrum).

Women often have a keener sense of smell than men, especially at the time of ovulation. Smoking damages the olfactory receptors. With ageing the sense of smell deteriorates. Hyposmia (hypo- less, osmi- smell) is a reduced ability to smell.

Sense of Taste (Gustation)/Taste Receptors:

The receptors for taste are found in the taste buds, mostly located on the tongue but also found on the palate, pharynx and epiglottis and even in the proximal part of oesophagus. The number of taste buds declines with age.

Each taste bud is an oval body consisting of three kinds of cells.

(i) Gustatory Receptor Cells:

They bear at the free end microvilli projecting into the taste pore. The microvilli have special protein receptor sites for taste-producing molecules and come in contact with the food being eaten.

Nerve fibres of the cranial nerves VII (facial), IX (glossopharyngeal) or X (Vagus) end around the gustatory receptor cells, forming syn­apses with them. The gustatory receptor cells (taste cells) survive only about 10 days and are then replaced by new cells.

These cells lie between the gustatory receptor cells in the taste bud. They bear microvilli but lack nerve endings.

These cells are found at the periphery of the taste bud. They produce supporting cells, which then develop into gustatory receptor cells.

Specific chemicals in solution pass into the taste bud through the taste pore to come in contact with the protein receptor sites on the microvilli of the gustatory receptor cells. The latter set up nerve impulses in the sensory nerve fibres. The nerve fibres transmit the impulses to the taste centre in the brain (e.g., parietal lobe of the cerebrum) where the sensation of taste arises.

The facial nerve (VII) serves the anterior two-thirds of the tongue, the glossopharyngeal nerve (IX) serves the posterior one-third of the tongue and the vagus nerve (X) serves the pharynx and epiglottis.

Human tongue has four basic taste areas: sweet, salty, sour and bitter as shown in the figure 21.43.


비디오 보기: გემოს და სუნის სრული გაქრობა ან დაქვეითება კორონავირუსისას - როგორ აღვიდგინოთ დაკარგული შეგრძნებები (할 수있다 2022).


코멘트:

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