Teknologia voi olla hankala. Jättiläiset älypuhelimet punnitsevat taskujamme, joita ei voi vetää nopeasti ulos, kun juokset jonnekin. Yritykset tehdä laitteistamme helpompaa pääsyä älykellon avulla ovat toistaiseksi tuskin onnistuneet. Mutta entä jos osasta kehosta tulee tietokone, näytöllä kädessäsi ja ehkä jopa suora yhteys aivoihin?
Keinotekoinen elektroninen iho (e-iho) saattaa tehdä siitä yhden päivän. Tutkijat kehittävät joustavia, taipuisia ja joustavia elektronisia piirejä, jotka voidaan levittää suoraan iholle. Sen lisäksi, että muutat ihosi kosketusnäytöksi, tämä lähestymistapa voi olla hyödyllinen, jos henkilö on poltettu tai hänellä on ongelmia hermostoon.
Tämän tekniikan yksinkertaisin versio on elektroninen tatuointi. Vuonna 2004 Yhdysvaltojen ja Japanin tutkijat esittivät paineanturipiirin, joka oli valmistettu ennalta venytetyistä ohuista piin nauhoista, jotka voitiin levittää suoraan käsivarteen. Mutta epäorgaaniset materiaalit, kuten pii, ovat kovia, ja nahka on joustavaa ja joustavaa. Siksi tutkijat etsivät elektronisen ihon perustaksi elektronisia mikropiirejä, jotka voidaan valmistaa orgaanisista materiaaleista (yleensä erityisistä muoveista tai hiilen muodoista, kuten grafeeni, joka johtaa sähköä).
Tyypillinen elektroninen kuori koostuu erilaisten elektronisten komponenttien - joustavien transistorien, OLED: ien, anturien ja orgaanisten aurinkokennojen - matriisista, jotka on liitetty toisiinsa joustavilla tai joustavilla johtavilla johdoilla. Nämä laitteet on valmistettu erittäin ohuista materiaalikerroksista, jotka ruiskutetaan tai höyrytetään joustavasti, jolloin saadaan suuria (jopa useita kymmeniä neliö senttimetriä) elektronisia piirejä ihomaisessa muodossa.
Suuri osa teknologian luomiseen viime vuosina on ollut robotti ja halu antaa koneille ihmisen tuntulaatuisen laadun. Meillä on e-ihon laitteita, jotka tunnistavat esineiden lähestymisen, mittaavat lämpötilaa ja kohdistavat painetta. Tämä auttaa robotteja olemaan paremmin tietoisia ympäristöstä (ja ihmisistä, jotka voivat olla tiellä). Kun e-iho on integroitu puettavaan tekniikkaan, se voi tehdä samoin ihmisille, esimerkiksi havaitsemalla haitalliset tai vaaralliset liikkeet liikunnan aikana.
Tämä tekniikka on myös johtanut joustaviin näytöihin; ainakin yksi yritys toivoo muuttavan ihon kosketusnäyttöön käyttämällä antureita ja pikoprojektoreita näytön sijasta.
Mutta voimmeko jonain päivänä rakentaa tämän tekniikan suoraan kehomme? Onko tämä yleistä? Orgaanisen elektroniikan ongelma on tällä hetkellä, että se ei ole kovin toivottava eikä osoita parhainta suorituskykyä. Loppujen lopuksi jopa e-ihon ryppyjä muodostuu. Kerrokset hajoavat ja kaaviot rikkoutuvat. Lisäksi orgaanisten materiaalien atomit ovat kaoottisemmin järjestetty kuin epäorgaanisissa materiaaleissa. Tämän takia niissä elektronit liikkuvat 1000 kertaa hitaammin, laitteet toimivat hitaammin ja niillä on ongelmia lämmönpoistossa.
Mainosvideo:
bioyhteensopivuus
Toinen suuri haaste on kuinka integroida e-iho ihmiskehoon, jotta ei muodostu siihen liittyviä lääketieteellisiä ongelmia ja sitoudutaan siihen hermostoon. Orgaaniset materiaalit ovat hiilipohjaisia (kuten kehomme), joten tietyssä mielessä ne ovat biologisesti yhteensopivia, eikä elin pysty niitä torjumaan. Mutta hiilihiukkaset kulkevat hyvin kehomme muodostavien solujen läpi, mikä tarkoittaa, että ne voivat johtaa tulehdukseen, laukaista immuunivasteen ja mahdollisesti johtaa jopa kasvainten esiintymiseen.
Silti tutkijoilla on ollut menestystä yrittäessään sitoa elektroniset laitteet hermostoon. Osakan yliopiston tutkijat kehittävät aivoimplantteja joustavasta matriisista orgaanisista ohutkalvotransistoreista, jotka voidaan aktivoida pelkällä ajatuksella. Haasteena on, että tunkeutuva lähestymistapa voi johtaa ongelmiin, etenkin kun alamme testata tekniikkaa ihmisillä.
Lähivuosina näemme ehdottomasti e-ihon prototyyppien vetovoiman puettavien kehon anturien ja mahdollisesti laitteiden avulla, jotka käyttävät energiaa kehon liikkeistä. Paljon enemmän aikaa vietetään monimutkaisten mikropiirien, kuten älypuhelimissamme olevien, piirien kehittämiseen. Kuinka monta ihmistä menee sen eteen? Oletko valmis tulemaan kyborgiin 99%?
ILYA KHEL