Tetování trochu jinak

Odcházíte z nemocnice s několika malými senzory přilepenými na těle. Skoro jako by byly vaší součástí, jejich přítomnost prakticky nevnímáte. Ony však dokonale vnímají tu vaši a posílají lékaři bezdrátově údaje o srdečním rytmu a dalších životních funkcích. Za den, dva nebo za týden se všechny samy odloupnou. Ani váš potomek již nemá z doktorů strach. Vždyť naposledy dostal pěkné dočasné tetování s pirátem, které však fungovalo naprosto stejně jako to vaše.

Gumové obvody

Během posledních desetiletí prošla elektronika obrovskými změnami. Od prvních počítačů velikosti průměrného obývacího pokoje se přes stolní počítače a následně přenosné laptopy přesunula do malých zařízení, která je možné nosit neustále při sobě. Jaké je další evoluční stadium? S možnou odpovědí nedávno přišel profesor John Rogers z univerzity v americkém Illinois. Spolu se svým týmem materiálových inženýrů se domnívá, že dalším logickým stadiem není elektronika stále výkonnější, ale taková, jež postupně přirozeně splyne s naším tělem. Vyvinul tzv. epidermální elektroniku, elektronický obvod tenký jako vlas, který přilne na kůži stejně jako tetování ze žvýkačky.

Od klasických křehkých křemíkových obvodů na pevných podkladech, které by bylo možné maximálně chirurgicky voperovat do těla, urazil vývoj dlouhou cestu. Základním prvkem epidermální elektroniky jsou křemíkové obvody v ultratenkých vrstvách, zkombinované s tenkou gumovou membránou. Nejedná se tedy v zásadě o žádný nový převratný materiál. Inovaci ale představuje nová forma obvodů, vytvarovaných podle písmena „S“ – tvoří jakési vlnky. To jim v kombinaci s miniaturní velikostí a gumovým podkladem propůjčuje zajímavé vlastnosti. Mohou se deformovat, ohýbat, překládat i přizpůsobovat různým tvarům, aniž by došlo k mechanickému poškození. Významně se tak přiblížily vlastnostem lidské tkáně. Podklad je navíc tvořen materiálem reagujícím s vodou. Na kůži je tedy možné si obvod „přilepit“ tím, že jej přetřeme namočeným prstem podobně jako dočasná tetování. První prototypy vydrží 24 hodin, pak je lze snadno odloupnout.

Elektrické obvody, které je možné v epidermální elektronice využívat, již dávno existují. Jde jen o to je všechny uzpůsobit nové formě. Prozatím se podařilo otestovat inovované struktury tranzistorů, diod, rezistorů, induktorů, dokonce antén, světelných senzorů a solárních článků. První funkční datové tetování už také bylo schopné zaznamenávat elektrofyziologické ukazatele, například svalové kontrakce, srdeční tep a funkce mozku.

Bankovní karta na kůži

Epidermální elektronika by tedy měla posloužit jako náhrada všech neforemných senzorů a přístrojů sloužících k monitorování zdravotního stavu. Ty pacienta mnohdy obtěžují jak fyzicky, tak psychicky, což se může projevit na kvalitě získaných dat.

Mohla by však fungovat i aktivně – nikoli pouze monitorovat, ale také stimulovat svalové funkce a sloužit tak k rehabilitaci pacientů. Jedním z nápadů je i „chytrá“ náplast, která pomocí elektrických impulzů tak slabých, že je ani nepociťujeme, podporuje hojení ran. Možnosti využití se neotevírají pouze v medicíně, epidermální elektronika by mohla jako nový způsob biofeedbacku zajímat i herní průmysl. Může sledovat například svalové či mozkové funkce, jak to již dnes dělají EEG čelenky spojené s počítačem, a přiřazovat určité impulzy k herním příkazům počítačových her.

Nenápadné čipy přilepené ke kůži by nás také mohly identifikovat. Platili bychom pomocí nich například v obchodě, prokazovali svou totožnost v zaměstnání a podobně. Kritici naopak v elektronice na svém těle vidí invazi do své biologické přirozenosti. Jednou z otevřených otázek je také bezpečnost přenášených osobních dat.

Epidermální elektronika je stále ještě výzkumným projektem, k reálnému využití však nemá příliš daleko. Výzkumná skupina Johna Rogerse již založila komerční start-up, společnost MC10, která začala spolupracovat se soukromým sektorem. O nápad se už zajímá firma Reebok, která by jej chtěla využít ve sportovní medicíně. Do budoucna se Rogersův tým chce soustředit především na zdokonalování napájení svého vynálezu a také na možnosti bezdrátového přenosu dat. Jednou bychom se tak opravdu mohli dočkat skoro neviditelného elektrického obvodu na kůži. Monitoroval by funkce našeho srdce a jako bedlivý strážce by byl připraven zasáhnout.