Електронна людська шкіра: гаджет, вбудований у тіло

Ви коли-небудь мріяли про те, що будь-яка частина тіла може стати вашим персональним комп'ютером, керованим безпосередньо мозком?

Штучна електронна шкіра (e-skin) може втілити цю мрію в життя. Вчені з токійського університету (University of Tokyo's School of Engineering, Tokyo, Japan) розробляють гнучкі електронні схеми, які можна встановити безпосередньо на шкіру людини. Вони легко деформуються і розтягуються, перетворюючи поверхню на сенсорний екран, який корисний не тільки в повсякденному житті, але і у випадках порушення місцевої іннервації (наприклад, опіках).

Цю невагому

Найпростіший варіант цієї технології - татуювання. У 2004 році дослідники з США і Японії представили схему датчиків тиску, виготовлених з найтонших смужок кремнію, які можна закріпити на передпліччі. Однак неорганічні матеріали - тверді і жорсткі, в той час як наша шкіра досить гнучка і м'яка. У зв'язку з цим, дослідники звернули свою увагу на органічні матеріали (спеціальні пластики або ті форми вуглецю, які проводять електрику, наприклад графен) в якості основи для схем.

Стандартна електронна шкіра складається з матриці, яка включає в себе різні електронні компоненти - гнучкі транзистори, органічні світлодіоди і фотогальванічні (сонячні) комірки. Ці пристрої часто побудовані з дуже тонких шарів матеріалу, розпорошеного і знову конденсованого на базі великої (до декількох десятків квадратних сантиметрів) основи для e-skin. Вчені сподіваються перетворити саму шкіру на чутливий екран, використовуючи тактильні центри і сенсори замість дисплея.

Але якщо одного разу настане день, коли ми зможемо вбудувати цю технологію безпосередньо в наші тіла - до яких наслідків це призведе? Зараз електроніка, побудована на органічній базі, не дуже надійна і її продуктивність значно нижче неорганічних аналогів. Як і справжня шкіра, e-skin з часом покривається зморшками і відшаровується, що критичним чином позначається на роботі системи. Крім того, атоми в органічних матеріалах організовані набагато хаотичніше, ніж у неорганічних, а значить електрони в них рухаються в тисячу разів повільніше.

Схожа на справжню, правда?

Інша велика проблема - це поєднати ці пристрої з тілом людини таким чином, щоб повноцінно взаємодіяти з нервовою системою. Органічні матеріали на основі вуглецю практично не відторгаються організмом. Однак частинки вуглецю добре проходять через клітинні мембрани, що може викликати імунну відповідь і, за непідтвердженими теоріями, служити причиною виникнення пухлин.

Ймовірно, в найближчі роки ми побачимо, як прототипи електронних пристроїв на основі штучної шкіри входять в повсякденне життя в якості натільних датчиків, екранів і навіть батарей, які акумулюють зайву тілесну енергію. Але на те, щоб з'явилися більш складні схеми, такі як у смартфонах, піде набагато більше часу. Якщо вчені досягнуть успіху у вирішенні всіх поставлених завдань - чи готові ви до того, щоб стати найсучаснішим кіборгом?