Dvě slova někdy stačí. To zřejmě chtěli dát najevo autoři studie, která se objevila ve čtvrtečním vydání časopisu Science pod lakonickým názvem "Epidermální elektronika". Většinu odborníků název zaujme hned, laikové si ho musí nejprve přeložit. Ale když jim v hlavě vyskočí výraz "Elektronika podobná lidské kůži", nepochybně zbystří i oni.
Nevypadá to dobře? Náplast s funkční elektronikou na svém místě na těle. (Bohužel autoři přesně nezveřejnili, který konkrétní systém a s jakou funkcí na snímku je.)
Dae-Hyeong Kim z univerzity v Illinois s kolegy v práci popisují elektronická zařízení, která lze přilepit a odlepit na kůži jako obyčejnou náplast. Předvedené prototypy mají měřit tělesnou činnost nebo sloužit při ovládání počítače.
Na čelo si plácnu EEG
Předvedený systém připomíná náplast s tenkými žilkami elektroniky. Měl by být také stejně lehký, pohodlný a sloužit našemu zdraví.
Ohebná elektronika by podle nich mohla sloužit jako náhrada dnešních snímačů, které prý jsou pro řadu pacientů nepříjemné natolik, že se musí pravidelně měnit jejich poloha na těle. Vědci zatím pomocí prototypů vyzkoušeli sběr informací o srdeční činnosti, funkci mozku (EEG) či výkonu svalů. Přesnost je podle jejich práce zcela srovnatelná jako při použití běžných přístrojů.
"Kožní elektronika" by měla komunikovat s okolím bezdrátově a také se bez drátů (tj. indukčně) nabíjet. Netvrdí to jenom Kim a spol., velmi ohebnou wi-fi už sestrojily i další vědecké týmy (jedna vědecká práce na toto téma je dostupná zde). Konstrukce takových zařízení je ovšem obtížnější, protože natažení mění některé jejich vlastnosti, ale o nepřekonatelnou překážku by jít nemělo.
Když se tím dá hrát, má to budoucnost
Použití není omezeno jenom na medicínu. Na tělo byste si tak mohli připevnit například velmi netradiční herní ovládání, jak ukázali autoři studie ze Science. Demonstrovali tak přesnost signálů získaných z "náplasti".
Elektronika v náplastech má vydržet totéž co lidská kůže, jak se autoři snaží dokázat na tomto snímku. Snad to moc nebolelo.
K ovládání stačila slova. Ze změn tvaru elektroniky přilepené na krku dokázal počítač odlišit (po jistém učení) povely "nahoru", "dolů", "vpřed" a podobně. Ovládání bylo ovšem velmi pomalé, s odezvou tři sekundy. Tak dlouho počítači trvalo, než vyhodnotil všechny údaje z "náplasti". Ale tenhle proces by se dal určitě hodně zjednodušit.
Blíže k realitě má nápad vyrobit nalepovací rádiový přijímač. Navíc nemusí jít o jen tak "obyčejné" rádio. Jak vědci předvedli, není problém spojit elektroniku s nalepovacím tetováním. Může jít tak třeba o přijímač ctící estetiku vašeho oblíbeného hudebního stylu. Nebo třeba výrobce: nepochybně by se našlo pár lidí, kteří by si na rameno místo frčků dali nakousnuté jablko. V každém případě spojení funkce se vzhledem dává ohebné elektronice potenciál obchodního hitu.
Jak nezlomit křemík
Schéma "sítě" tvořící elektronické náplasti. Je vytvořena tak, aby jednotlivé díly měly hodně vůle a při natažení nedošlo k jejich narušení. Úplně dole je vidět řez kůží a elektronickou "náplastí".
Jak vědci ohebnou elektroniku vyrobili? Nebylo to změnou materiálu. V náplastech jsou křemíkové díly, stejně jako například ve vašem počítači. Jde ovšem o velmi tenké vrstvy (celá "náplast" má tloušťku 40 mikrometrů, lidské vlasy mají 40 až 90 mikrometrů). Při těchto rozměrech se i látky, které známe jako křehké, dokáží ohýbat, říkají vědci.
Postup není úplně novátorský. Poprvé byl u elektronických součástek předveden už dříve, konkrétně v roce 2005 (pro skalní zájemce je první článek dostupný zde). Výrobní postup využívá technologie tisku přenosem staré zhruba tři sta let.
Jde o tisk s jakýmsi "mezikrokem" na přenosový materiál (při potišťování textilu to bývá např. papír). Z něj se pak tiskne na cílový povrch, hlavně tlakem, ale často také za vyšších teplot. Při tisku elektroniky se "jen" používají úplně jiné materiály.
Dae-Hyeong Kim s kolegy ale konstrukci celého systému posunuli dále. Elektroniku ve výsledném tisku tvoří složitá síť z dílů ve tvaru písmene S. To ji při natažení dává dostatečnou vůli bez narušení funkce. Shora a zdola ji chrání dvě tenké vrstvy. Celá sestava je podložena na míru navrženým materiálem, který má být stejně elastický jako lidská kůže.
