Tehnoloogia võib olla ebamugav. Meie taskud kaaluvad alla hiiglaslikud nutitelefonid, mida ei saa kiiresti kuhugi välja tõmmata. Katsed meie seadmeid nutikellade abil juurdepääsetavamaks muuta pole siiani vaevalt õnnestunud. Aga mis juhtuks, kui osa teie kehast saaks arvuti, millel on teie käes ekraan ja võib-olla isegi otsene link teie ajule?
Kunstlik elektrooniline nahk (e-nahk) võib ühel päeval selle reaalsuseks muuta. Teadlased töötavad välja paindlikke, painutatavaid ja isegi venitatavaid elektroonilisi vooluringid, mida saab otse nahale kanda. Lisaks naha muutmisele puutetundlikuks ekraaniks on sellest lähenemisviisist kasu ka juhul, kui inimene on läbi põlenud või tal on probleeme närvisüsteemiga.
Selle tehnoloogia lihtsaim versioon on elektrooniline tätoveerimine. 2004. aastal tutvustasid USA ja Jaapani teadlased eelnevalt venitatud õhukestest räni ribadest valmistatud rõhuanduri vooluringi, mida oli võimalik kanda otse käsivarrele. Kuid sellised anorgaanilised materjalid nagu räni on karmid ning nahk on elastne ja veniv. Seetõttu otsivad teadlased elektroonilise naha alusena elektroonilisi mikrolülitusi, mis võivad olla valmistatud orgaanilistest materjalidest (tavaliselt spetsiaalsed plastmaterjalid või süsinikuvormid nagu grafeen, mis juhivad elektrit).
Tüüpiline elektrooniline nahk koosneb maatriksist, mis koosneb erinevatest elektroonilistest komponentidest - elastsest transistorist, OLED-ist, andurist ja orgaanilistest fotoelektrilistest (päikese) elementidest -, mis on üksteisega ühendatud venitatavate või painduvate juhtivjuhtmete abil. Need seadmed on valmistatud väga õhukestest kihtidest materjalist, mida pritsitakse või aurutatakse elastsel alusel, tekitades nahataolise kujuga suured (kuni mitukümmend ruutsentimeetrit) elektroonilised vooluringid.
Suure osa selle tehnoloogia loomisel tehtud jõupingutustest on viimastel aastatel ajendatud robootikast ja soovist anda masinatele inimese kombatav kvaliteet. Meil on e-naha seadmed, mis tunnevad objektide lähenemist, mõõdavad temperatuuri ja avaldavad survet. See aitab robotitel oma ümbrust (ja inimesi, kes võivad teel olla) paremini teadvustada. Kandatavasse tehnoloogiasse integreerituna saab e-nahk sama teha ka inimestele, näiteks tuvastades treeningu ajal kahjulikke või ohtlikke liigutusi.
See tehnoloogia on viinud ka paindlike ekraanideni; vähemalt üks ettevõte loodab muuta naha puutetundlikuks, kasutades ekraani asemel andureid ja pikoprojektoreid.
Kuid kas me suudame seda tehnoloogiat ühel päeval oma kehasse sisse ehitada? Kas see on tavaline? Orgaanilise elektroonika probleem on praegu see, et see pole eriti paljulubav ega näita kõige kõrgemat jõudlust. Lõppude lõpuks moodustuvad isegi e-naha kortsud. Kihid lagunevad ja skeemid purustatakse. Lisaks on orgaaniliste materjalide aatomid paigutatud kaootilisemalt kui anorgaaniliste materjalide aatomid. Seetõttu liiguvad neis elektronid 1000 korda aeglasemalt, seadmed töötavad aeglasemalt ja neil on probleeme soojuse eemaldamisega.
Reklaamvideo:
Biosobivus
Teine suur väljakutse on see, kuidas integreerida e-nahk inimkehasse, et mitte tekitada sellega seotud meditsiinilisi probleeme ja siduda see närvisüsteemiga. Orgaanilised materjalid on süsiniku baasil (nagu ka meie kehad), nii et teatud mõttes on need bioloogiliselt sobivad ja keha ei tõrju neid tagasi. Kuid süsinikuosakesed läbivad hästi meie keha moodustavad rakud, mis tähendab, et need võivad põhjustada põletikku, vallandada immuunvastust ja võib-olla isegi põhjustada kasvajate ilmnemist.
Kuid teadlastel on olnud mõningast edu elektrooniliste seadmete närvisüsteemiga sidumisel. Osaka ülikooli teadlased töötavad ajuimplantaate orgaaniliste õhukeste kiletransistoride elastsest maatriksist, mida saab aktiveerida pelgalt mõtte abil. Väljakutse on see, et sissetungiv lähenemine võib põhjustada probleeme, eriti kui hakkame seda tehnoloogiat inimestel katsetama.
Lähiaastatel näeme kindlasti, et e-naha prototüübid saavad veojõudu kantavate kehaandurite ja võimalusel keha liikumisest energia ammutamiseks mõeldud seadmete kujul. Palju rohkem aega kulutatakse keerukate mikrolülituste arendamiseks, näiteks meie nutitelefonides olevad. Kui palju inimesi selle jaoks läheb? Kas olete valmis saama 99% küborgist?
ILYA KHEL
