Του Luca Santarelli*… Η τεχνολογία μπορεί να έχει κάποιες εγγενείς δυσκολίες. Οι τσέπες μας επιβαρύνονται με ολοένα και μεγαλύτερα smartphone που είναι δύσκολο να τα βγάλουμε όταν βιαζόμαστε. Και οι προσπάθειές μας να κάνουμε τις συσκευές μας πιο εύκολες στην πρόσβαση με έξυπνα ρολόγια έχουν μέχρι τώρα αποτύχει. Αλλά τι θα συνέβαινε αν ένας μέρος του σώματός σας γινόταν ο υπολογιστής σας, με μια οθόνη στο μπράτσο σας και ίσως μια άμεση σύνδεση με τον εγκέφαλό σας;
Το τεχνητό ηλεκτρονικό δέρμα (e-skin) θα μπορούσε κάποια μέρα να γίνει πραγματικότητα. Οι ερευνητές σχεδιάζουν ευέλικτα, ευλύγιστα, ακόμα και ελαστικά, κυκλώματα που μπορούν να εφαρμοστούν κατευθείαν στο δέρμα. Εκτός της μετατροπής του δέρματός σας σε οθόνη αφής, θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην αντικατάσταση της αίσθησης του δέρματος αν έχετε υποστεί εγκαύματα ή προβλήματα με το νευρικό σύστημά σας.
Η απλούστερη μορφή αυτής της τεχνολογίας είναι ουσιαστικά ένα ηλεκτρονικό τατουάζ. Το 2004, οι ερευνητές στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ιαπωνία έφεραν στο φως ένα κύκλωμα αισθητήρων πίεσης κατασκευασμένο από τεντωμένες και λεπτοκομμένες λωρίδες πυριτίου που θα μπορούσαν να φορεθούν στον βραχίονα. Αλλά τα ανόργανα υλικά, όπως το πυρίτιο, είναι άκαμπτα και το δέρμα είναι ευέλικτο και ελαστικό. Κατά συνέπεια, οι ερευνητές εξετάζουν τη λύση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που φτιάχνονται από οργανικά υλικά (συνήθως ειδικά πλαστικά ή μορφές του άνθρακα, όπως το γραφένιο, που είναι ηλεκτρικά αγώγιμες) ως βάση για το ηλεκτρονικό δέρμα.
Συνήθως το ηλεκτρονικό δέρμα αποτελείται από μια μήτρα διαφορετικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων –ευέλικτα τρανζίστορ, οργανικές διόδους εκπομπών φωτός, αισθητήρες, και οργανικές φωτοβολταϊκές (ηλιακές) κυψέλες- συνδεδεμένων μεταξύ τους με ελαστικά ή ευέλικτα αγώγιμα σύρματα. Αυτές οι συσκευές συχνά ενισχύονται με πολύ λεπτά στρώματα υλικού που ψεκάζονται ή εξατμίζονται σε μια εύκαμπτη βάση, δημιουργώντας ένα μεγάλο ηλεκτρονικό κύκλωμα (δεκάδων τετραγωνικών εκατοστών) σε μορφή που θυμίζει το δέρμα.
Μεγάλο μέρος της προσπάθειας να δημιουργηθεί αυτή η τεχνολογία τα τελευταία χρόνια ωθείται από τη ρομποτική και την επιθυμία να δοθούν στις μηχανές αισθητηριακές δυνατότητες σαν εκείνες των ανθρώπων. Έχουμε πλέον τις συσκευές ηλεκτρονικού δέρματος που μπορούν να ανιχνεύουν τα αντικείμενα που πλησιάζουν, να μετρούν την θερμοκρασία και να ασκούν πίεση. Αυτές μπορούν να βοηθήσουν τα ρομπότ να λειτουργούν ασφαλέστερα με τη δυνατότητα να αντιλαμβάνονται καλύτερα το περιβάλλον τους (και τους ανθρώπους που τυχόν δημιουργούν εμπόδια). Εν τούτοις, αν συνδεθούν με την κινητή τεχνολογία, μπορούν να κάνουν το ίδιο για τους ανθρώπους, με την ανίχνευση, για παράδειγμα, επιβλαβών κινήσεων κατά τη διάρκεια της άθλησης.
Η τεχνολογία αυτή έχει οδηγήσει στη δημιουργία ευλύγιστων οθονών, ενώ τουλάχιστον μία εταιρεία ελπίζει να μετατρέψει το δέρμα σε οθόνη αφής με τη χρήση αισθητήρων και ενός προβολέα διαφανειών σε διαστάσεις τρισεκατομμυριοστού αντί για τη χρήση οθόνης όπως εκείνη του υπολογιστή.
Άραγε θα φτάσουμε κάποτε στο σημείο να φτιάχνουμε αυτή την τεχνολογία κατευθείαν στο σώμα μας, και πόσο συνηθισμένο θα είναι κάτι τέτοιο; Το πρόβλημα με τα οργανικά ηλεκτρονικά αυτή τη στιγμή είναι ότι δεν είναι πολύ αξιόπιστα και οι ηλεκτρονικές επιδόσεις τους είναι σχετικά χαμηλές. Όπως και το αληθινό δέρμα, το ηλεκτρονικό δέρμα μέχρι τώρα εμφανίζει τελικά …ρυτίδες. Αυτές έχουν ως συνέπειες τον διαχωρισμό των στρωμάτων και τη βλάβη στα κυκλώματα. Επιπλέον, τα άτομα στα οργανικά υλικά είναι πιο χαώδη ως προς την οργάνωσή τους από τα ανόργανα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή παραδοσιακών ηλεκτρονικών. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται 1.000 φορές πιο αργά στα οργανικά υλικά, με αποτέλεσμα οι συσκευές που φτιάχνονται από αυτά θα λειτουργούν πολύ πιο αργά και δεν θα ανταποκρίνονταν τόσο καλά στη θερμότητα που δημιουργούν τα κυκλώματα.
Βιοσυμβατότητα
Το άλλο μεγάλο ζήτημα είναι πώς θα ενσωματωθεί το ηλεκτρονικό κύκλωμα στο ανθρώπινο σώμα ώστε να μην προκαλεί ιατρικά θέματα και να επικοινωνεί με το νευρικό σύστημα. Τα οργανικά υλικά βασίζονται στον άνθρακα (όπως το σώμα μας) με αποτέλεσμα να είναι σε ορισμένα σημεία πιο συμβατά από βιολογικής άποψης και να μην απορρίπτονται από το σώμα. Αλλά τα σωματίδια άνθρακα μπορούν να περνάνε μέσα από τα κύτταρα που απαρτίζουν το σώμα μας και αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε φλεγμονές, προκαλώντας αντιδράσεις του ανοσοβιολογικού συστήματος που θα μπορούσαν ακόμα και να δημιουργήσουν όγκους, σύμφωνα με αρκετές ανεπιβεβαίωτες θεωρίες.
Εν τούτοις, οι επιστήμονες έχουν σημειώσει κάποιες επιτυχίες στη σύνδεση ηλεκτρονικών συσκευών με το νευρικό σύστημα. Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα διεξάγουν μια καινοτόμο έρευνα για τον σχεδιασμό ενός εγκεφαλικού εμφυτεύματος από μια ευέλικτη μήτρα οργανικού τρανζίστορ από λεπτά φιλμ που μπορεί να ενεργοποιηθεί απλά με τη σκέψη. Η δυσκολία είναι ότι μια τέτοια επεμβατική προσέγγιση θα μπορούσε να οδηγήσει σε περαιτέρω προβλήματα, ιδιαίτερα όταν ξεκινήσουμε να δοκιμάζουμε την τεχνολογία αυτή στους ανθρώπους.
Τα επόμενα χρόνια είναι πιθανό να δούμε τις πρωτότυπες συσκευές ηλεκτρονικού δέρματος να εμφανίζονται στο προσκήνιο με τη μορφή σωματικών αισθητήρων που φοριούνται, και πιθανόν ως ένας τρόπος για να αξιοποιείται η ενέργεια από την κίνηση του ανθρώπινου σώματος. Θα χρειαστεί περισσότερος καιρός για τα πιο περίπλοκα κυκλώματα, όπως αυτά που εμφανίζονται στα smartphone. Και το άλλο μεγάλο ερώτημα που μένει να απαντήσουμε είναι πόσοι άνθρωποι θα δεχτούν να έχουν μόνιμα ή ημιμόνιμα ηλεκτρονικά εμφυτεύματα. Θα ήσαστε πρόθυμοι να γίνετε ουσιαστικά ένα cyborg;
