Il morbido, il display della pelle flessibile ha uno spessore di circa 1 millimetro, ed è costituito da una matrice 16 x 24 di micro LED e cablaggio estensibile montati su un foglio di gomma. Può sopportare allungamenti ripetuti, fino al 45 percento della sua lunghezza originale, senza mostrare alcuna perdita in funzione delle sue proprietà elettriche e meccaniche. Credito:2018 Takao Someya Research Group.
Un nuovo display elastico ultrasottile che si adatta perfettamente alla pelle può mostrare la forma d'onda in movimento di un elettrocardiogramma registrato da un traspirante, sensore dell'elettrodo sulla pelle. In combinazione con un modulo di comunicazione wireless, questo sistema integrato di sensori biomedici, chiamata "elettronica della pelle, " può trasmettere dati biometrici al cloud.
Quest'ultima ricerca di una collaborazione accademico-industriale giapponese, guidato dal professor Takao Someya presso la Graduate School of Engineering dell'Università di Tokyo, è previsto per un briefing e un discorso sulle notizie all'incontro annuale dell'AAAS ad Austin, Texas il 17 febbraio.
Grazie ai progressi nella tecnologia dei semiconduttori, i dispositivi indossabili possono ora monitorare la salute misurando i segni vitali o eseguendo un elettrocardiogramma, e quindi trasmettere i dati in modalità wireless a uno smartphone. Le letture o le forme d'onda dell'elettrocardiogramma possono essere visualizzate sullo schermo in tempo reale, o inviato al cloud o a un dispositivo di memoria in cui sono archiviate le informazioni.
Il sistema elettronico della pelle di nuova concezione fa un ulteriore passo avanti migliorando l'accessibilità delle informazioni per persone come gli anziani o gli infermi, che tendono ad avere difficoltà a operare e ottenere dati da dispositivi e interfacce esistenti. Promette di alleviare la pressione sui sistemi sanitari domiciliari nelle società che invecchiano attraverso continui, monitoraggio sanitario non invasivo e cura di sé a casa.
Il nuovo sistema integrato combina un flessibile, display deformabile con sensore leggero composto da un elettrodo in nanomesh traspirante e modulo di comunicazione wireless. Dati medici misurati dal sensore, come un elettrocardiogramma, può essere inviato in modalità wireless a uno smartphone per la visualizzazione o al cloud per l'archiviazione. Nelle ultime ricerche, il display mostrava una forma d'onda dell'elettrocardiogramma in movimento che era memorizzata.
Un sistema integrato di "elettronica della pelle" consente il monitoraggio della salute a casa e offre ai medici l'accesso remoto ai dati biometrici trasmessi in modalità wireless a un cloud medico. Promette di migliorare la cura di sé e l'accessibilità delle informazioni mediche a vari segmenti della popolazione, compresi bambini e anziani. Un'immagine con il pollice in su sul display della pelle funge da indicatore di buona salute. Credito:2018 Takao Someya Research Group.
Il display della pelle, sviluppato da una collaborazione tra ricercatori della Graduate School of Engineering dell'Università di Tokyo e Dai Nippon Printing (DNP), una delle principali tipografie giapponesi, è costituito da una matrice 16 x 24 di micro LED e cavi estensibili montati su un foglio di gomma.
"Il nostro display skin mostra una grafica semplice con movimento, " dice Someya. "Poiché è realizzato con materiali sottili e morbidi, può essere deformato liberamente."
Il display è estensibile fino al 45 percento della sua lunghezza originale.
È molto più resistente all'usura e allo stiramento rispetto ai precedenti display indossabili. È costruito su una nuova struttura che riduce al minimo lo stress derivante dall'allungamento sulla giunzione di materiali duri, come i micro LED, e materiali morbidi, come il cablaggio elastico, una delle principali cause di danni per altri modelli.
È il primo display estensibile a raggiungere una durata e una stabilità superiori in aria, in modo tale che non un singolo pixel si guastasse nel display di tipo a matrice mentre era attaccato comodamente sulla pelle e continuamente sottoposto al movimento di stiramento e contrazione del corpo.
Il sensore cutaneo nanomesh può essere indossato sulla pelle ininterrottamente per una settimana senza causare infiammazioni. Sebbene questo sensore, sviluppato in uno studio precedente, era in grado di misurare la temperatura, pressione e mioelettricità (le proprietà elettriche del muscolo), ha registrato con successo un elettrocardiogramma per la prima volta nell'ultima ricerca.
I ricercatori hanno applicato metodi collaudati utilizzati nella produzione di massa di elettronica, in particolare, serigrafia del cablaggio in argento e montaggio dei micro LED sul foglio di gomma con un chip mounter e pasta saldante comunemente utilizzata nella produzione di circuiti stampati. L'applicazione di questi metodi accelererà probabilmente la commercializzazione del display e contribuirà a contenere i costi di produzione futuri.
DNP sta cercando di portare sul mercato il display integrato della pelle entro i prossimi tre anni, migliorando l'affidabilità dei dispositivi estensibili attraverso l'ottimizzazione della sua struttura, migliorare il processo produttivo per un'elevata integrazione, e superare le sfide tecniche come la copertura di un'ampia area.
"L'attuale società che invecchia richiede sensori indossabili di facile utilizzo per il monitoraggio dei parametri vitali dei pazienti al fine di ridurre l'onere per i pazienti e i familiari che forniscono assistenza infermieristica, " dice Someya. "Il nostro sistema potrebbe servire come una delle soluzioni tanto attese per soddisfare questa esigenza, che alla fine porterà a migliorare la qualità della vita per molti".
