Татуювання у вигляді тигра. Райдужна смужка. Щось, що нагадує грим, але натомість зчитує сигнали мозку.
У інженерів із Пенсільванського державного університету (Penn State) це вже є. Вони подали попередню заявку на патент на пристрої, що носяться прямо на шкіру фарбою. Це не жорсткі металеві датчики, які кріпляться на скотч на годину у клініці. Це сенсори, що настроюються, описані в Proceedings of the National Academy of Sciences (Листи Національної академії наук США). Вони краще зчіплюються зі шкірою. Залишаються на місці під час рухів. І так, виглядають вони добре.
Чому липкість не працює
Всі пристрої для моніторингу здоров’я працюють на електродах. Ці елементи контактують з тілом та зчитують електричні сигнали. Ваш мозок надсилає дані ЕЕГ. Серце випромінює ЕКГ. М’язи скорочуються, створюючи сигнали ЕМГ. Стандартне обладнання використовує тверді металеві контакти. Вони забезпечують стабільність, звісно. Але вони відшаровуються в той момент, як ви піднімаєте руки або починаєте потіти.
Дослідники намагалися виправити це за допомогою гідрогелів. М’яких желеподібних матеріалів. Вони вбирають воду та набухають. Вони розтягуються разом із вашим тілом. Звучить здорово теоретично. Але вода випаровується. Гель висихає. Потім датчик відвалюється. Або, що ще гірше, він надає невірні дані.
Ванцин Чжан, аспірант, який працює в цій команді, наголошує на ще одній проблемі. Повітряний прошарок. Більшість комерційних електродів це заготовлені пластини, які просто прикладаються до шкіри. Повітря застряє між заводським пластиком та вашим епідермісом. Це повітря блокує сигнали.
«Щоб вирішити цю проблему, ми розробили фарбу струмопровідну, яку можна нанести на шкіру прямо пензлем».
Клей чи мистецтво?
Новий матеріал являє собою водну суміш полімерів та кислотних добавок. Спочатку він густий, як клей. Потім він висихає менш як за десять хвилин. Бажаєте швидше? Направте на нього фен.
Ларрі Чен, інший співавтор дослідження, порівнює досвід використання із малюванням.
«Спочатку фарба майже прозора».
Ви додаєте харчовий барвник. Червоний, синій, зелений – що вам подобається. Намалюйте логотип Супермена. І він стає електродом. Оскільки немає проміжного шару, пластикової оболонки або заводського штампу, фарба ідеально підлаштовується до мікроскопічної текстури вашої шкіри. Це змінює все. Найкращий контакт означає чистіші сигнали.
Для забезпечення довговічності команда наносить сполучну секцію на пористу срібну тканину. Уявіть металеву сітку. Фарба просочує тканину, твердне і надійно зчіплюється зі шкірою. Потім вона підключається до бездротового модуля, захованого під одягом. Сигнали надсилаються через Bluetooth. Сітка розтягується на 150%. Пот проходить прямо крізь неї, замість того, щоб накопичуватися і викликати роздратування або розрив з’єднання.
Роботизовані руки та малюки
У ході випробувань датчики відстежували частоту серцевих скорочень протягом 12 безперервних годин у звичайних умовах життя. Інший тест відстежував показники фізичного навантаження із високою точністю. Найцікавіше вони зафіксували м’язові сигнали з передпліччя. Ці сигнали керували роботизованою рукою. Користувач рухав зап’ястям, протез повторював рухи — без необхідності у фізичному тросику.
Це завжди? Ні. Змити водою.
Наносите заново за необхідності. Один флакон може вистачити на тиждень або більше. Це передбачає майбутнє, в якому дорогі комп’ютерні компоненти залишаються в кишені, а самі датчики є одноразовими творами рідкого мистецтва.
Педіатри можуть знайти це корисно. Перевірка здоров’я – це погано для дітей. Малювання дракона на грудях, який контролює їхнє серце, набагато цікавіше. Надалі команда планує дослідити моніторинг рівня глюкози та кортизолу.
Можливо, всім нам слід почуватися трохи супергероями під час перевірки життєво важливих показників. А може, це просто клей із електрикою всередині.
Тільки час покаже, чи впорається він із дощем. 🎨⚡
