La tecnologia può essere scomoda. Le nostre tasche sono appesantite da smartphone giganti che non possono essere estratti velocemente quando corri da qualche parte. I tentativi di rendere i nostri dispositivi più accessibili utilizzando gli smartwatch finora non hanno avuto successo. Ma cosa succederebbe se una parte del tuo corpo diventasse un computer, con uno schermo in mano e forse anche un collegamento diretto al tuo cervello?
La pelle elettronica artificiale (e-skin) potrebbe un giorno renderlo realtà. Gli scienziati stanno sviluppando circuiti elettronici flessibili, pieghevoli e persino estensibili che possono essere applicati direttamente sulla pelle. E oltre a trasformare la tua pelle in un touchscreen, questo approccio può essere utile se una persona è stata ustionata o ha problemi con il sistema nervoso.
La versione più semplice di questa tecnologia è il tatuaggio elettronico. Nel 2004, scienziati degli Stati Uniti e del Giappone hanno presentato un circuito del sensore di pressione costituito da sottili strisce di silicio prestirate che potevano essere applicate direttamente sull'avambraccio. Ma i materiali inorganici come il silicone sono resistenti e la pelle è flessibile ed estensibile. Pertanto, i ricercatori sono alla ricerca di microcircuiti elettronici che possono essere realizzati con materiali organici (solitamente plastica speciale o forme di carbonio come il grafene che conducono l'elettricità) come base per la pelle elettronica.
Una tipica skin elettronica è costituita da una matrice di vari componenti elettronici - transistor flessibili, OLED, sensori e celle fotovoltaiche (solari) organiche - collegati tra loro tramite fili conduttivi estensibili o flessibili. Questi dispositivi sono costituiti da strati di materiale molto sottili che vengono spruzzati o vaporizzati su base flessibile, producendo circuiti elettronici di grandi dimensioni (fino a diverse decine di centimetri quadrati) a forma di pelle.
Gran parte dello sforzo per creare questa tecnologia negli ultimi anni è stato guidato dalla robotica e dal desiderio di dare alle macchine una qualità tattile umana. Abbiamo dispositivi e-skin che rilevano l'avvicinamento degli oggetti, misurano la temperatura e applicano la pressione. Questo aiuta i robot a essere più consapevoli di ciò che li circonda (e delle persone che potrebbero essere d'intralcio). Quando integrato nella tecnologia indossabile, e-skin può fare lo stesso per gli esseri umani, ad esempio rilevando movimenti dannosi o non sicuri durante l'esercizio.
Questa tecnologia ha portato anche a schermi flessibili; almeno un'azienda spera di trasformare la pelle in un touchscreen, utilizzando sensori e pico proiettori invece di un display.
Ma un giorno possiamo costruire questa tecnologia direttamente nel nostro corpo? Sarà comune? Il problema con l'elettronica organica al momento è che non è molto promettente e non mostra le massime prestazioni. Dopotutto, si formano anche le rughe della pelle elettronica. Gli strati si disintegrano e gli schemi si rompono. Inoltre, gli atomi nei materiali organici sono disposti in modo più caotico rispetto ai materiali inorganici. Per questo motivo, gli elettroni al loro interno si muovono 1000 volte più lentamente, i dispositivi funzionano più lentamente e hanno problemi con la rimozione del calore.
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Biocompatibilità
Un'altra grande sfida è come integrare la pelle elettronica nel corpo umano in modo da non creare problemi medici associati e legarla al sistema nervoso. I materiali organici sono a base di carbonio (proprio come il nostro corpo), quindi in un certo senso sono biocompatibili e non respinti dal corpo. Ma le particelle di carbonio passano bene attraverso le cellule che compongono il nostro corpo, il che significa che possono causare infiammazioni, innescare una risposta immunitaria e forse anche portare alla comparsa di tumori.
Eppure gli scienziati hanno avuto un certo successo cercando di collegare dispositivi elettronici al sistema nervoso. Gli scienziati dell'Università di Osaka stanno sviluppando impianti cerebrali da una matrice flessibile di transistor organici a film sottile che possono essere attivati con il semplice pensiero. La sfida è che un approccio invasivo può portare a problemi, soprattutto quando iniziamo a testare la tecnologia sugli esseri umani.
Nei prossimi anni, vedremo sicuramente prototipi di dispositivi e-skin guadagnare trazione sotto forma di sensori corporei indossabili e possibilmente dispositivi per estrarre energia dai movimenti del corpo. Molto più tempo sarà dedicato allo sviluppo di microcircuiti complessi come quelli presenti nei nostri smartphone. Quante persone ci andranno? Sei pronto a diventare un cyborg al 99%?
ILYA KHEL
