Умная кожа: Электроника, которая приклеивается и изгибается как временная тату

Инженеры разработали платформу устройств, которые объединяют в себе различные электронные компоненты, выполненные на тонкой пленке, подобной коже, укрепляемой прямо на коже человека подобно временному тату.

Компоненты которые входят в платформу относятся к таким функциям как зондирование, медицинская диагностика, связь и человеко-машинные интерфейсы. Все это смонтировано на очень тонкой пленке, очень похожей на кожу. Она легко прикрепляется к коже человека, очень гибкая, не доставляет никакого дискомфорта и похожа на временное тату.

Руководитель исследования и разработки Джон А. Роджерс, профессор инженерии Иллинойского университета и его коллеги по группе разработки опубликовали изобретение 12 августа в выпуске журнала Science.

По своим механическим свойствам подложка практически не отличается от кожи, так же изгибается, тянется, мнется. Исследователи продемонстрировали образцы своего изобретения — различные электронные устройства нанесенные на гибкую подложку, такие как датчики, светодиоды, транзисторы, конденсаторы, беспроводные антенны, индуктивности и солнечные батареи для питания этой электроники.

Электроника вначале наносится на тонкий лист водорастворимого пластика, затем прикрепляется на смоченную кожу, примерно точно также, как временная татуировка. В других вариантах электронные компоненты могут накладываться прямо на временное тату, обеспечивая маскировку электроники.

Это изобретение является важным концептуальным шагом в области носимых электронных устройств на теле человека. Технология позволяет подключить человека, на котором установлено оборудование с помощью «умной кожи», к физическому миру и кибернетическому миру в очень естественных условиях, когда человек чувствует себя очень комфортно.

Электроника, подключенная к человеку при помощи «умной кожи», позволяет легко и удобно, без причинения каких-либо неудобств снимать различную диагностику, например, датчики электроэнцефалографии (ЭЭГ) или электромиографии (ЭМГ) для контроля мышечной или нервной деятельности.

Одним из главных преимуществ «умной кожи» является отсутствие необходимости применения токопроводящего геля, бинтов, кожно-проникающих контактов или соединительных проводов, что неудобно для пользователя и ограничения действия связи. Устройства предлагаемой технологии удобны, легки и не ограничивают в перемещениях пациента.

Исследование функций мозга в естественных условиях было невозможно при старых средствах снятия ЭЭГ, а только в лаборатории. Новая технология «умная кожа» позволяет это сделать. А ведь лучший способ изучения нервных сигналов делать это в естественных, природных условиях.

Мониторинг в естественных условиях во время привычной активности особенно полезен при контроле за здоровьем и самочувствием, когнитивных состояний и поведенческих реакций во время сна.

Дополнительно к функциям сбора данных о состоянии пациента, электроника «умной кожи» может дать пациентам новые возможности. Например, пациенты с мышечными и неврологическими расстройствами, такими как боковой амиотрофический склероз (БАС), могут использовать их для общения или для взаимодействия с компьютером. Исследователи обнаружили, что при прикреплении датчиков к горлу, можно распознать по движению мышц отдельные слова. В экспериментах ученые использовали такие электронные патчи для управления видеоиграми.

Ключевым преимуществом предлагаемой «умной кожи» является стирание грани между «твердой» электроникой и «мягкой» биологией.

Дальнейшие исследования идут в направлении создания сложных полнофункциональных систем, оснащенных связью типа Wi-Fi.

COMMENTS