元宇宙的終極目標，是要讓你能夠「感同身受」數位分身經歷的一切，這需要許多感官模擬技術的支撐。發展至今，以視覺及聽覺模擬較為到位，玩家只要戴上VR頭盔裝置，就能利用視覺和聽覺連結元宇宙，瞬間從真實空間遁入虛擬世界。
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除了視覺、聽覺之外，其他的感官感受，包括嗅覺、味覺、觸覺、甚至是意識的模擬技術也持續進展中，可以預期電影「一級玩家」的情節終將落實，玩家未來能夠以更多的感官感受連結元宇宙。
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<h2>嗅覺，在真實世界聞到元宇宙玫瑰香</h2>
關於元宇宙多重感官模擬技術的開發，臺灣已有一些進展，例如在嗅覺VR方面，臺灣大學資訊工程學系暨研究所洪一平教授指導學生開發的「主動式雙渦環傳香系統」，就解決了其他嗅覺VR技術令人詬病的一些問題。
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在虛擬實境中加入嗅覺線索，可以大幅增強用戶在虛擬環境中的沉浸感，然而，如何精準控制氣味始終是個問題，使得用戶無法獲得更真實的體驗。
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嗅覺虛擬的常見做法是：隨著使用者在元宇宙身處情境的變換，例如從青草地走進玫瑰花園，裝置就會噴灑出對應香味的精油，此裝置可能是放在固定位置或是戴在玩家的脖子上。
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無論是哪一種裝置，都有一個共通問題，就是各種味道會混雜在一起。在前面的情境舉例中，釋放出青草精油後，味道會存在空間中久久無法散去，在此同時，使用者已經踏進玫瑰花園，嗅覺VR裝置緊接釋放出的玫瑰精油，無可避免會與之前的青草味混合，導致嗅覺擬真程度大幅降低。
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「為了解決這個問題，有人採用類似吸塵器的方法，先吸淨前味後才釋出下一個味道，我們則是採用精準傳香方法，直接將香味傳到玩家的鼻子前面，精油用量非常少，所以味道很快就消失了，不會擴散至整個空間，」洪一平教授說。
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這套「主動式雙渦環傳香系統」，是通過兩個重低音揚聲器驅動的渦流產生器，發射兩個渦環（類似煙圈的概念），香味藏在渦環中。根據不同的應用場景，結合頭盔的定位功能，渦環的碰撞點可以精準定位在用戶鼻前的任意位置，兩個渦環碰撞後釋出香氣。
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之所以採用兩個渦環彼此碰撞，而非一個渦環，主要是避免讓玩家覺得有股氣流打在臉上。洪一平教授說明：「如果只有一個渦環，就只能直接將渦環打在玩家鼻子上，才能釋放其中香氣，因此會產生不必要的觸覺。」也就是說，當你在元宇宙中一路走過青草地、玫瑰花園、草莓園，你的鼻子就不斷被各種香味渦環氣流「攻擊」，感覺不會太好，也會讓沉浸在虛擬世界中的你瞬間「出戲」。
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<h2>觸覺，有效提升與數位物件互動的真實感</h2>
模擬觸覺，能夠高度提升使用者與數位物件的真實互動感，這方面已見到許多許多技術開發。例如，Meta的Reality Labs Research實驗室開發的可穿戴觸覺手套，安裝數百個氣動裝置，當穿戴者做出觸摸動作時將協同改變形狀，透過氣壓來呈現逼真的觸覺感覺。
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「現在也有團隊利用超音波模擬觸覺。當玩家在元宇宙中觸摸物品時，裝置發射超音波至玩家的手部位置，產生真實觸碰某物體的感覺。」臺灣大學資訊工程學系暨研究所歐陽明教授為研究虛擬實境的國際先驅，對於VR、元宇宙的研究進程及相關技術知之甚詳，「另外，也有研究從衣服著手，在衣服上安裝震動器、感測器等。使用者穿上這套衣服，當經歷某些情節，例如與人擁抱時，衣服可緊縮，模擬被人擁抱的感覺。」
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臺灣大學資訊工程學系陳彥仰教授指導學生研究的JetController，則是藉由高速氣動電磁閥調控高壓氣體，透過多個氣動噴頭的氣動推力，在手持控制器上產生高速的三自由度力回饋。JetController能在4.0N-1.0N下達到20-50Hz的完全脈衝，可以更廣泛地支援遊戲與虛擬實境體驗裡的觸覺事件，例如Halo遊戲裡自動武器的後座力（15Hz），以及Fruit Ninja遊戲裡切水果的體驗（最高可達45Hz）。
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日本新創公司H2L則將「疼痛的感覺」注入元宇宙中。H2L的腕帶裝置會偵測人們的肌肉動作，釋出非常微量的電擊刺激手臂上的肌肉，營造出痛覺體驗。
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<h2>味覺「欺騙」，你吃的其實是泡麵，不是米其林大餐</h2>
在人類各種感官的模擬上，味覺是進度較慢的部分。其中，明治大學（Meiji University）宮下芳明教授於去年（2021）展示人工味覺顯示器，此裝置安裝10罐溶液，模擬甜、鹹、酸、苦、鮮等味道，並列印於嚐味用薄膜上，讓使用者能嚐到數位食物該有的味道。另一種模擬味覺的方法，則是透過電和熱刺激來驅動人類舌頭。
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還有一種做法是「越俎代庖」，怎麼說呢？在元宇宙中，你吃的是蘋果，但是在現實中的你吃的不是蘋果，而是與蘋果咀嚼感覺相近的梨子，只是另提供了嗅覺的線索，也就是提供蘋果香氣，如此一來，沉浸在元宇宙的使用者會產生自己的確在吃蘋果的錯覺。這是一種利用嗅覺及觸覺改變味覺的方法。
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於是，在元宇宙中享受米其林美食的你，在真實世界中，你真正吃進肚子裡的可能只是泡麵！這樣的感官「欺騙」，不只有趣，某種程度也產生撫慰作用。
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臺北科技大學互動設計系助理教授韓秉軒指導學生開發的TransFork，便是一款附加於餐具上的嗅覺回饋裝置，搭配頭戴式顯示器轉換或擴增味覺的體驗，並使用味覺轉換食譜，輔助改變體驗者大腦對於口中所吃食物的認知。
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<h2>視覺和聽覺，仍有很大的進步空間</h2>
在各種感官模擬中，視覺及聽覺無疑是相對成熟的技術，而為了創造百分之百的沉浸感，視覺及聽覺VR仍在不斷進化中。誠如Meta的祖克柏曾經說過：「要讓VR世界跟現實物理世界非常相似，是一件非常困難的事。」
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人類視覺的產生，並不只是「看到」，還來自於其他視覺線索，以及大腦的認知和解讀，想要百分之百模擬人類真實的視覺感受，就必須一一破解相關視覺產生機制，包括變動的對焦、廣大的視野、極高的解析度，且必須模擬真實世界的亮度和動態範圍，以及當使用者轉頭時，可以快速校正畫面的失真等。其中一個環節沒有做好，實境感就無法達到完美，而這些技術進展面臨極大的挑戰。
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例如，為了提供超高解析度，Meta的Reality Labs Research實驗室曾開發一款Butterscotch原型產品，可提供等同視網膜的解析度，達到視力1.0的文字辨識效果，是現在Quest 2虛擬實境眼鏡的2.5倍解析度，然而這款眼鏡裝置極重，無法長時間配戴，因此至今無法商業化。
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動態對焦是另一個視覺VR的困難挑戰。在現實世界中，人類眼球水晶體就像變焦鏡頭，靠著睫狀肌的收縮和放鬆來調節水晶體的厚度，才能看遠看近都清晰無礙，且人類眼睛可以捕捉到不同深度和位置的各種線索。現今許多VR視覺研究都在試圖模擬人眼這套精密的變焦系統。例如裝上馬達改變顯示器鏡頭位置，但是同樣的，這樣的裝置非常笨重。
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真實視覺的重現，仰賴軟體、半導體、感應器等各種技術的進展，而各種功能元件要裝進VR頭盔或目鏡中，必須考量重量、體積、散熱、耗電限制。
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「例如，戴上VR頭盔，頭部轉動時，若電腦運算速度跟不上，只要計算時間超過千分之50秒，看到的畫面就會有漂浮感，這個時候就會造成眩暈。」歐陽明教授指出，隨著半導體製程技術的進展，相關問題也將獲得進一步解決，「台積電的7奈米技術已經能將運算速度降到千分之50秒以下，隨著5奈米、3奈米技術的進展，這個問題將不復存在。」
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關於聽覺VR部分，在真實世界中，大腦其實不會全面接收耳朵傳來的聲音資訊，而是會特別注意到某些對自己有特殊意義的字詞，例如自己或熟人的名字等，在必要時也能主動過濾外界雜訊。因此要重現人類聽覺，必須模擬大腦認知功能，以及透過空間音訊技術和聲學模擬技術，重現聲音與真實環境的相互作用。
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人類透過眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴、皮膚接收來自外界的各種訊息，這些訊息需經過大腦處理後才成為感覺感受。順理成章地，要打造與真實無分軒輊的虛擬世界，腦機介面（brain-computer interface, BCI）無疑是最終極的途徑，Meta及 Neuralink皆已大張旗鼓宣布投入研究，兩者取徑各有不同，前者透過外部機制模擬；後者則是直接將晶片植入人體。無論哪一種，離實現仍有不小距離。
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<h2>元宇宙的打造，能帶來幸福嗎？</h2>
談到元宇宙的實現及普及，除了考量相關技術進展之外，歐陽明教授指出，「更重要的是要如何找出殺手級應用？」現在一些技術已能協助視障者重新看到這個世界，「雖然僅是模糊看見，但對於視障者已是很大幫助，因此存在明確市場需求。」
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洪一平教授打造的「微笑宇宙」，則是利用現在的 VR 眼鏡結合表情偵測，讓使用者在虛擬世界裡看到自己的數位分身與 AI 控制人物的互動，進而引發正向情緒。
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元宇宙的應用充滿無限可能性，若是這些嘗試的訴求是打造一個更美好的世界，人們也就沒道理不接受元宇宙的到來了。
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（客座總編輯 | 國立臺灣大學資訊網路與多媒體研究所助理教授 葛如鈞；研究顧問團隊 | 國立臺灣大學資工系、所 洪一平教授、大學眼科主治醫師、台大資工所博士 黃宇軒醫師、資安鑄造股份有限公司 毛敬豪執行長、akaSwap平台藝術 王新仁總監；責任編輯 | 段芊卉、梁孟娟、趙守予）

臺北科技大學互動設計系助理教授韓秉軒指導學生開發的TransFork，一款附加於餐具上的嗅覺回饋裝置，輔助改變大腦對於食物的認知。

主動式雙渦環傳香系統是透過兩個重低音揚聲器來精準釋放香氣，讓在虛擬實境中的人們及時感受到味覺。

透過VR頭盔來實現電影一級玩家中的情節，在元宇宙中創造更多感官連結。