Учёные во многих странах мира уже давно работают над созданием электрических микросхем, которые стимулируют чувство осязания человека. Некоторые из них с успехом используются, например, для считывания шрифта Брайля, что помогает слепым людям пользоваться Интернетом.
Устройства эти, по сути, имитируют работу верхнего слоя кожи — эпидермиса, посылая электрические токи на рецепторы кожи, которые интерпретируют их как реальные ощущения и передают в мозг информацию о происходящем.
Однако большинство таких схем до настоящего момента было построено на плоской и жёсткой основе, которая не способна сгибаться или растягиваться (а значит, принимать форму человеческих пальцев).
Инженеры из университета Иллинойса и Даляньского технологического университета создали тонкие электрические микросхемы, обладающие гибкостью и эластичностью, как кожа человека.
Для достижения цели Джон Роджерс и его коллеги имплантировали в основу из полиимида кремниевые наномембраны и волнообразные нити золота, проводящие ток. Готовую микросхему исследователи поместили на тонкий слой силикона, который имел форму человеческого пальца. Чтобы схема касалась кожи, форму вывернули, словно носок.
Работа новой эпидермальной электроники основана на измерении напряжения и деформации на кончиках пальцев. Устройство фиксирует их, определяя изменение электрической емкости микросхемы.
Испытание нового виртуального сенсора показало, что устройство способно чутко реагировать на внешнее воздействие. При имитации давления электрический ток ощущается на коже лёгким покалыванием и не создаёт неудобств для пользователя.
Исследователи уверены, что их изобретение — это первый шаг на пути к созданию микросхем для электротактильной стимуляции, которые фактически смогут воссоздавать реальные ощущения тепла, давления или текстуры.
По сути, инженеры получили новый вид искусственной кожи, которую можно расположить вокруг целого органа — кончика пальца или даже сердца. С помощью такого высокотехнологичного "чулка" можно будет удалённо следить за кровотоком, деятельностью внутренних органов или температурой тела пациента, сообщает Роджерс.
"Умные пальцы" в перспективе могут стать надёжными помощниками людям, утратившим чувствительность кожи, например, вследствие ожогов или после ампутации конечностей.
Одной из приоритетных задач в заданном направлении исследователи считают создание материалов и механизмов для беспроводной передачи данных и подачи питания.