Teknologi kan være vanskelig. Lommene våre blir veid ned av gigantiske smarttelefoner som ikke lar seg trekke raskt når du løper et sted. Forsøk på å gjøre enhetene våre mer tilgjengelige ved hjelp av smartwatches er så langt knapt vellykkede. Men hva om en del av kroppen din ble en datamaskin, med en skjerm på hånden og kanskje til og med en direkte kobling til hjernen din?
Kunstig elektronisk hud (e-hud) kan en dag gjøre dette til virkelighet. Forskere utvikler fleksible, bøybare og til og med tøybare elektroniske kretser som kan brukes direkte på huden. Og i tillegg til å gjøre huden din om til en berøringsskjerm, kan denne tilnærmingen være nyttig hvis en person har blitt brent eller har problemer med nervesystemet.
Den enkleste versjonen av denne teknologien er elektronisk tatovering. I 2004 presenterte forskere fra USA og Japan en trykksensor-krets laget av forhåndsspente tynne silisiumstrimler som kunne påføres direkte på underarmen. Men uorganiske materialer som silisium er tøffe, og lær er fleksibelt og tøybart. Derfor leter forskere etter elektroniske mikrokretser som kan lages av organiske materialer (vanligvis spesiell plast eller former for karbon som grafen som leder strøm) som grunnlag for elektronisk hud.
En typisk elektronisk hud består av en matrise av forskjellige elektroniske komponenter - fleksible transistorer, OLED-er, sensorer og organiske fotovoltaiske (solcelle) celler - koblet til hverandre ved hjelp av strekkbare eller fleksible ledende ledninger. Disse enhetene er laget av veldig tynne lag med materiale som sprayes eller fordampes på fleksibel basis, og produserer store (opptil flere titalls kvadratcentimeter) elektroniske kretsløp i en hudlignende form.
Mye av innsatsen for å lage denne teknologien de siste årene har vært drevet av robotikk og ønsket om å gi maskiner en menneskelig taktil kvalitet. Vi har e-hudanordninger som fornemmer tilnærmingen til objekter, måler temperatur og bruker trykk. Dette hjelper roboter til å være mer bevisste på omgivelsene sine (og mennesker som kan være i veien). Når den er integrert i bærbar teknologi, kan e-skin gjøre det samme for mennesker, for eksempel ved å oppdage skadelige eller usikre bevegelser under trening.
Denne teknologien har også ført til fleksible skjermer; minst ett selskap håper å gjøre huden om til en berøringsskjerm ved å bruke sensorer og pico-projektorer i stedet for en skjerm.
Men kan vi en dag bygge denne teknologien rett inn i kroppene våre? Vil dette være vanlig? Problemet med organisk elektronikk for øyeblikket er at det ikke er veldig lovende og ikke viser den høyeste ytelsen. Tross alt, til og med e-hud rynker dannes. Lagene går i oppløsning og ordningene er ødelagte. I tillegg er atomer i organiske materialer mer kaotisk anordnet enn i uorganiske materialer. På grunn av dette beveger elektroner seg 1000 ganger saktere, enheter fungerer saktere og har problemer med å fjerne varme.
Salgsfremmende video:
biokompatibilitet
En annen stor utfordring er hvordan man integrerer e-hud i menneskekroppen for ikke å skape tilhørende medisinske problemer og knytte den til nervesystemet. Organiske materialer er karbonbaserte (akkurat som kroppene våre), så på en måte er de biokompatible og ikke frastøtt av kroppen. Men karbonpartikler passerer godt gjennom cellene som utgjør kroppen vår, noe som betyr at de kan føre til betennelse, utløse en immunrespons og muligens til og med føre til svulsters utseende.
Likevel har forskere hatt noen suksess med å prøve å knytte elektroniske enheter til nervesystemet. Forskere ved Osaka University utvikler hjerneimplantater fra en fleksibel matrise av organiske tynnfilmstransistorer som kan aktiveres ved bare å tenke. Utfordringen er at en invasiv tilnærming kan føre til problemer, spesielt når vi begynner å teste teknologien på mennesker.
I de kommende årene vil vi definitivt se at prototype e-hudapparater får trekkraft i form av bærbare kroppslige sensorer og muligens enheter for å hente ut energi fra kroppsbevegelser. Mye mer tid vil bli brukt på utvikling av komplekse mikrokretser, for eksempel de som er til stede på smarttelefonene våre. Hvor mange mennesker vil gå for det? Er du klar til å bli en cyborg 99%?
ILYA KHEL
