Микросистема была разработана международной командой под руководством Кён-Ин Чана, профессора робототехники Южнокорейского института науки и технологий Тэгу Кёнбук, и Джона А. Роджерса, директора Центра биоинтегрированной электроники Северо-Западного университета. Команда описала новое устройство в журнале Nature Communications.Электронная оболочка содержит около 50 компонентов, соединенных сетью из 250 крошечных проволочных катушек, залитых защитным силиконом. Мягкий материал позволяет ему приспосабливаться к корпусу, в отличие от других жестких мониторов.
Он по беспроводной сети передает данные о движении и дыхании, а также об электрической активности сердца, мышц, глаз и мозга в приложение для смартфона.В отличие от плоских датчиков, катушки с крошечными проводами в этом устройстве трехмерны, что обеспечивает максимальную гибкость.
Катушки могут растягиваться и сжиматься, как пружина, не ломаясь. Катушки и компоненты датчика также сконфигурированы в необычном узоре паутины, который обеспечивает «равномерные и экстремальные уровни растяжимости и гибкости в любом направлении».
Это также позволяет более плотно упаковывать компоненты, сводя к минимуму размер. Исследователи сравнивают этот дизайн с вьющейся, вьющейся лозой, соединяющей датчики, схемы и радиоприемники, как отдельные листья на лозе.Ключом к созданию этой новой микросистемы является растяжение эластичной силиконовой основы, в то время как крошечные проволочные дуги, сделанные из золота, хрома и фосфата, плоско укладываются на нее.
Дуги прочно соединены с основанием только на одном конце каждой дуги. Когда основание сжимается, дуги всплывают, образуя трехмерные катушки.
Вся система питается по беспроводной сети, а не заряжается от аккумулятора. Исследователи также рассмотрели ключевые электрические и механические вопросы для оптимизации физической схемы системы, такие как размещение датчика или длина провода, чтобы минимизировать помехи сигнала и шум.
Электронный скин можно использовать в различных приложениях, включая непрерывный мониторинг здоровья и лечение заболеваний. Профессор Джанг заявляет: «Объединяя технологии больших данных и искусственного интеллекта, беспроводные биосенсоры можно превратить в целую медицинскую систему, которая обеспечивает портативный доступ для сбора, хранения и анализа сигналов и информации о состоянии здоровья».
Он добавил: «Мы продолжим дальнейшие исследования по разработке электронных скинов, которые могут поддерживать интерактивную телемедицину и системы лечения для пациентов в слепых зонах для медицинских услуг, таких как сельские дома в горной деревне». Микросистема также может быть использована в других областях, представляющих новый интерес, таких как мягкая робототехника или автономная навигация, которые сейчас исследуются командой.