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Nwo: Tecnologie per il marchio della bestia

Un piccolo dispositivo elettronico schiaffato sulla pelle come un tatuaggio temporaneo potrebbe portarci molto più vicino ad un futuro dove l’uomo si fonde con la macchina, un mondo cyborg in cui le persone avranno i cellulari integrati nelle loro gole e i browser Internet letteralmente a portata di mano.

Analizzati nel numero del 12 agosto di Science, gli aggeggi sono stati sviluppati dai ricercatori per riuscire nell’intento di creare monitor medici meno invadenti per i neonati prematuri e per altre esigenze speciali dei pazienti. Il potenziale di questa tecnologia, risulta molto vasto.

“Questo, è un enorme passo in avanti”, ci dicie Michael McAlpine ingegnere delle nanotecnologie alla Princeton University. “Questo va oltre al semplice concetto di avere il cellulare sempre con voi. In questo caso, sarà il polso stesso, a contenere il dispositivo così da avercelo letteralmente sempre con voi. ”

Sebbene i tradizionali dispositivi elettronici stiano diventando sempre più piccoli e potenti, risultano essere ancora goffi oggetti esterni che devono essere tenuti in mano o toccati. Il nuovo dispositivo elettronico, wireless promette di integrare perfettamente il corpo con il mondo elettronico circostante.

La sfida, dice il co-autore dello studio John Rogers della University of Illinois at Urbana-Champaign, è stata quella di far corrispondente componenti elettrici tipicamente rigidi e ingombranti ad una controparte che sarebbe stata “tatuata” sulla pelle. Rogers e i suoi colleghi hanno ottenuto questo risultato, rendendo molto più sottile il silicio.

I componenti elettronici – che possono includere: diodi emettitori di luce, celle solari, transistor e antenne, tra i tanti.

I ricercatori hanno intramezzato questi componenti tra due strati protettivi di poliammide, un tipo di polimero. Questi strati vengono posti sulla cima di una pellicola di silicone di gomma che aderisce alla pelle con legami chimici deboli. Il dispositivo può essere applicato anche in un tatuaggio temporaneo, che rende invisibile la griglia e la fà durare più a lungo.

Rogers si sta concentrando sulle applicazioni mediche di questo dispositivo. Gli elementi costitutivi di base del sistema, comunque, potranno essere configurati in molti modi e per usi molto diversi, dice.

“Penso che i creativi in giro per il modno concepiranno strumenti che non riusciamo ad immaginare”, dice Rogers.

Per esempio, la tecnologia ha attirato l’interesse di coloro che si occupano di sicurezza, interessati ad utilizzare la tecnologia per sviluppare un sistema di comunicazione segreta. La “CIA e altre agenzie sono interessate”, dice Rogers. Una piccola patch nascosta sulla gola, per esempio, potrebbe consentire a due agenti di comunicare segretamente tra di loro. L’elettronica sarebbe in grado di rilevare e trasmettere l’attività muscolare che rappresenta le parole, il tutto senza che la persona emetta un suono.

Il dispositivo super sottile,  si arriccia e si estende proprio come la pelle del corpo, rendendolo meno invadente rispetto ai cavi ingombranti e agli elettrodi in genere utilizzati per monitorare i segni vitali.

L’adesivo elettronico capta i segnali dei battiti del cuore della gente se attaccato sul petto, l’attività del muscolo scheletrico quando posizionato sulla gamba, e le onde celebrali quando fissato sulla fronte (pensate con che facilità potrebbero condizionarci), ci dicono i ricercatori.

Le patch raccolgono i dati con precisione fino a sei ore, e non hanno mostrato segni di degrado o di irritazione al braccio, al collo, alla fronte, alle guance e al mento dopo 24 ore. I ricercatori pensano che questa autonomia possa venire estesa, in particolare se viene utilizzato un adesivo forte. Rogers sottolinea però, che l’uso prolungato del dispositivo è limitato poichè periodicamente le cellule della pelle periodicamente si rinnovano.

Tali dispositivi potrebbero servire da tramite tra il corpo e altri dispositivi elettronici. Nella loro analisi i ricercatori hanno usato il dispositivo per controllare un videogioco. Quando fissato alla gola, il dispositivo legge l’attività elettrica dei muscoli di una persona interpretandola come parole  “su”, “giù”, “sinistra” e “destra” controllavano un cursore del computer che navigava all’interno di un labirinto cybernetico.

I ricercatori hanno in programma di migliorare la tecnologia, consentendo la comunicazione wireless e l’aggiunta di metodi per immagazzinare l’energia. Il dispositivo è già in grado di ottenere energia da bobine wireless e celle solari. In futuro, comunque si prospetta che potrà alimentarsi da solo con segnali elettromagnetici o anche con l’energia prodotta dal calore del corpo.

Questa soluzione non intrusiva potrebbe essere particolarmente utile per i neonati prematuri, dice Rogers. Gli elettrodi ora utilizzati per monitorare i segni vitali dei bambini neonati ‘sono grandi e possono irritare la pelle fragile del neonato. Tale monitoraggio non intrusivo potrebbe anche aiutare le persone in fase di studio nel sonno. Gli elettrodi ingombranti che misurano le onde cerebrali spesso interferiscono con il sonno che i medici cercano di misurare.

Le potenziali applicazioni mediche di questo flessibile dispositivo non si limitano al monitoraggio. L’elettronica può offrire un migliore controllo delle protesi, un diverso modo di comunicare per le persone affette da malattie alla laringe e nuovi trattamenti per le lesioni muscolari. Rogers e i suoi collaboratori stanno attualmente verificando se i segnali elettrici prodotti dal dispositivo possono migliorare le funzioni muscolari nei ratti dopo un infortunio.

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