Tatuaż tygrysa. Tęczowy pasek. Coś, co przypomina makijaż, ale zamiast tego odczytuje sygnały mózgowe.
Inżynierowie z Penn State już to mają. Złożyli tymczasowy wniosek patentowy na urządzenie do noszenia, które jest nakładane bezpośrednio na skórę. To nie są sztywne, metalowe czujniki, które przykleja się taśmą na godzinę w klinice. Są to czujniki niestandardowe opisane w Proceedings of the National Academy of Sciences. Lepiej przylegają do skóry. Pozostaje na miejscu podczas przenoszenia. I tak, wyglądają dobrze.
Dlaczego lepkość nie działa
Wszystkie przenośne urządzenia monitorujące stan zdrowia opierają się na elektrodach. Elementy te stykają się z ciałem i odczytują sygnały elektryczne. Twój mózg wysyła dane EEG. Serce emituje EKG. Mięśnie kurczą się, tworząc sygnały EMG. Standardowe wyposażenie wykorzystuje styki z twardego metalu. Zapewniają oczywiście stabilność. Ale odklejają się w momencie, gdy podnosisz ręce lub zaczynasz się pocić.
Naukowcy próbowali skorygować ten problem za pomocą hydrożeli. Miękkie, galaretowate materiały. Absorbują wodę i pęcznieją. Rozciągają się wraz z ciałem. W teorii brzmi świetnie. Ale woda wyparowuje. Żel wysycha. Następnie czujnik odpada. Albo, co gorsza, podaje nieprawidłowe dane.
Wangqing Zhang, absolwentka pracująca w zespole, zauważa kolejne wyzwanie. Szczelina powietrzna. Większość dostępnych na rynku elektrod to prefabrykowane płytki, które po prostu nakłada się na skórę. Powietrze zostaje uwięzione pomiędzy fabrycznym plastikiem a naskórkiem. To powietrze blokuje sygnały.
„Aby rozwiązać ten problem, opracowaliśmy farbę przewodzącą, którą można nakładać bezpośrednio na skórę za pomocą pędzla.”
Klej czy sztuka?
Nowy materiał jest wodną mieszaniną polimerów i dodatków kwasowych. Na początku jest gęsty jak klej. Następnie schnie w czasie krótszym niż dziesięć minut. Chcesz szybciej? Skieruj na niego suszarkę do włosów.
Larry Chen, kolejny współautor badania, porównuje to doświadczenie do rysowania.
„Na początku farba jest prawie przezroczysta.”
Dodajesz barwnik spożywczy. Czerwony, niebieski, zielony – co tylko chcesz. Narysuj logo Supermana. I staje się elektrodą. Ponieważ nie ma warstwy pośredniej, plastikowej skorupy ani fabrycznego stempla, farba idealnie dopasowuje się do mikroskopijnej faktury Twojej skóry. To zmienia wszystko. Lepszy kontakt oznacza czystsze sygnały.
Aby zapewnić trwałość, zespół pokrył sekcję łączącą porowatą srebrną tkaniną. Wyobraź sobie metalową siatkę. Farba nasyca tkaninę, utwardza się i dobrze przylega do skóry. Następnie łączy się z modułem bezprzewodowym ukrytym pod ubraniem. Sygnały przesyłane są poprzez Bluetooth. Siatka rozciąga się w 150%. Pot przepływa przez nie, zamiast się gromadzić i powodować podrażnienia lub zerwanie połączenia.
Ramiona robotyczne i dzieci
Podczas testów czujniki monitorowały tętno przez 12 godzin w normalnych warunkach życia. W innym teście monitorowano wydajność ćwiczeń z dużą dokładnością. Najciekawsze jest to, że rejestrowali sygnały mięśniowe z przedramienia. Sygnały te sterowały ramieniem robota. Użytkownik poruszał nadgarstkiem, a proteza podążała za ruchami – bez konieczności stosowania fizycznego paska.
Czy to jest trwałe? Nie. Spłucz wodą.
Zastosuj ponownie w razie potrzeby. Jedna butelka wystarcza na tydzień lub dłużej. Oznacza to przyszłość, w której drogie komponenty komputerowe pozostaną w kieszeni, a same czujniki będą jednorazowymi dziełami płynnej sztuki.
Pediatrzy mogą uznać to za pomocne. Badania lekarskie są szkodliwe dla dzieci. Dużo bardziej ekscytujące jest narysowanie na piersi smoka, który kontroluje ich serce. Zespół planuje dalsze badania w zakresie monitorowania poziomu glukozy i kortyzolu.
Być może wszyscy powinniśmy poczuć się trochę jak superbohaterowie, sprawdzając swoje parametry życiowe. A może to po prostu klej z prądem w środku.
Czas pokaże, czy poradzi sobie z deszczem. 🎨⚡
