Цифровой журнал «Компьютерра» № 82

"Силы, именуемые ван-дер-ваальсовскими взаимодействиями, доминируют в области притягивания на молекулярном уровне, так что электронные тату приклеиваются к коже безо всяких клеев и остаются на месте на протяжении многих часов".

В первых экспериментальных приборах такого рода для энергопитания и приёма сигналов от татуировок использовались электрические провода. Затем, для несколько иных систем ограниченной функциональности, в схему были интегрированы источники питания и передающие антенны. Однако «окончательное» устройство (как называет это Роджерс), эффективно комбинирующее в себе сенсоры с источником питания и беспроводной системой передачи данных, ещё только предстоит создать в будущем.

Пока что в качестве встроенных источников питания были протестированы крошечные солнечные батареи и индуктивные катушки, преобразующие в электрический ток внешнее переменное электрическое поле (примерно тот же тип технологии, что используется в беспроводных зарядных устройствах). По оценкам Роджерса, индуктивные катушки выглядят как наилучший выбор для ограниченных по времени приложений. Для солнечных батарей, с другой стороны, требуются устройства накопления энергии, если от них ожидается надёжное долговременное обеспечение прибора электропитанием. Однако батареи, ясное дело, увеличивают вес устройства. По этой причине сейчас исследователи изучают ещё один вариант — аналогично наручным часам с автоподзаводом накапливать энергию от движений самого пациента, носящего на теле электронную «заплатку».

Для демонстрации возможностей новой технологии исследователи применяли свои устройства на различных участках тела: на груди для измерения сердцебиений (ЭКГ), на руке или ноге для измерения сокращения мышц (ЭМГ); на лбу для измерения альфа-волн мозга (ЭЭГ). Все результаты измерений оказались весьма высокого качества и хорошо сравнимыми с традиционными измерениями в тех же самых местах, проводимыми с помощью электродов и проводящего геля.

В дополнение к традиционным формам обследования, эти устройства применялись также для непрерывного снятия данных с организма на протяжении 6 часов. В целом же, как показали эксперименты, такого рода приборы можно носить на теле все 24 часа в сутки без какой-либо деградации техники или раздражения кожи (если «тату» не удалять, то естественное отпадание заплатки происходит вместе с обычным процессом отмирания и отслаивания клеток поверхностного слоя кожи).

Поскольку в принципе данная технология позволяет встраивать в схему самые разнообразные электронные элементы, область применения прибора далеко не ограничивается измерениями электрической активности организма. Микродатчики позволяют измерять температуру, давление и прочие важные для физиологического состояния параметры. Очень большой потенциал видится для устройства при деликатных воздействиях на организм — таких, как лечение расстройств сна или мониторинг состояния младенцев, нуждающихся в особом уходе из-за преждевременного рождения. Или пример другого назначения — для изготовления электронных бандажей, помогающих лечить кожу от ран и ожогов.

Ещё одна интересная демонстрация, которая также предполагает будущие разнообразные приложения технологии, заключалась в измерении активности горловых мышц, обеспечивающих работу речевого аппарата человека во время разговоров. Различные слова порождают разные сигнатуры, а программа компьютерного анализа позволила авторам по форме этих сигналов определять конкретные слова, которые использует говорящий в своей речи.

Для наглядности команда подсоединила один из таких датчиков к несложной компьютерной игре (Сокобан) и использовала напряжение горловых мышц вместо традиционной клавиатуры — в качестве контроллера системы управления. В демонстрационной установке на распознавание каждого слова уходило около 3 секунд работы программы из пакета MATLAB, а достигаемая при этом точность распознавания составляла свыше 90 процентов. Подобный результат вряд ли можно назвать блестящим, однако уже здесь можно углядеть практически необозримый потенциал для применения в видеоиграх.

Кроме того, для подобного рода интерфейса «человек/компьютер» можно также представить и другие области приложений. Поскольку в данном случае слова речи не обязательно произносить с напряжением голосовых связок, становятся возможными средства беззвучных коммуникаций для спецподразделений в тайных операциях, более эффективное ПО для распознавания речи или, наконец, вспомогательные технологии для пациентов с нарушенной функцией речи из-за повреждений позвоночника или нейродегенеративных заболеваний.

В целом же авторы новой технологии предполагают, что для EES имеется гигантcкое множество приложений — от дистанционного медицинского мониторинга пациентов и удобных интерфейсов «человек-машина» до интеллектуальных биологических и химических датчиков.