Временные татуировки для чтения мыслей — будущее носимых устройств

Помимо рэперов Soundcloud и профессиональных рестлеров, таких как покойный Бэм Бам БигелоуТатуировки на голове – это не то, с чем большинство из нас сталкивается регулярно. Если исследователи из австрийского Технологического университета Граца и пары других европейских исследовательских лабораторий добьются своего, все может измениться. Татуировки на голове могут стать нормой — татуировки на голове, позволяющие читать мысли, с электродами. И, как в старом анекдоте об официанте и мухе в супе мужчины, мы все будем хотеть их.

Прежде чем мы продолжим, нет, татуировки не навсегда. «Мы используем временные татуировки, например, детские; по сути то же самое, что вы бы использовали для переноса мультфильма или рисунка в творческих целях на свою кожу». Франческо Греко, доцент Университетского института физики твердого тела, рассказал Digital Trends. «Мы используем [стандартную бумагу для татуировок] в качестве подложки, а затем печатаем поверх нее схемы из проводящего полимера с помощью струйного принтера».

Получатель прикрепляет один или несколько клейких тату-электродов к коже головы. Затем татуировки можно использовать для записи высококачественных сигналов электроэнцефалографии (ЭЭГ), поступающих с кожи головы. В отличие от гелевых электродов, здесь нет необходимости в жидком интерфейсе, и татуировки не могут высохнуть. Даже волосы, растущие сквозь их ультратонкую мембрану, не мешают им эффективно выполнять свою работу.

Хотя тату-электроды не совсем невидимы (любой, кто побрился наголо и носит небольшую печатную плату, приклеенную к голове, имеет забавная привычка быть заметными), они не мешают пользователю так, как это может делать обычная гарнитура с электродами ЭЭГ. Тот факт, что их можно применить, а затем забыть, является одним из их самых захватывающих аспектов; что делает их идеально подходящими для долгосрочных измерений. Они остаются до тех пор, пока их не очистят водой с мылом.

Самая высокотехнологичная тату-студия в мире

Лаборатория Греко, Лаборатория прикладных материалов для печатной и программной электроники (LAMPSe), разработала первые тату-электроды в 2015 году. Первым вариантом использования этих адгезивных трансферов было измерение частоты сердечных сокращений и мышечной активности. Спустя полвека Греко и другие оптимизировали технологию, чтобы ее можно было использовать для измерения мозговых волн столь же эффективно. Работа проводилась совместно с исследователями во Франции, в Высшей национальной горной школе. де Сент-Этьен, а в Италии — Лаура Феррари из Института биоробототехники в Scuola Superiore Sant’Anna.

«ЭЭГ, или электроэнцефалография, всегда была самым сложным шагом», Эсма Исмаилова, руководитель группы биоэлектронного текстиля на факультете биоэлектроники Высшей национальной горной школы Сент-Этьена, рассказал Digital Trends. «Теперь мы достигли последнего этапа, когда мы можем [собирать] мозговые волны низкой амплитуды и высокой частоты. Очень [трудно] уловить такого рода активность».

Есть несколько причин, почему сбор данных о мозге может быть полезен. Один предназначен для мониторинга. Устройство для считывания электрокардиограммы (ЭКГ), установленное в Apple Watch, уже убедительно продемонстрировало, почему носимые устройства, которые постоянно контролируют наши жизненные показатели, могут быть полезны. В случае с Apple Watch могут возникнуть такие состояния, как мерцательная аритмия (нерегулярный сердечный ритм, который может вызвать инсульт). обнаружено путем постоянного мониторинга сердцебиения пользователей. Если что-то пойдет не так, умные часы предупредят пользователя, чтобы он мог обратиться за медицинской помощью.

В настоящее время не существует такого понятия, как регулярный мониторинг мозговых волн. Неврологические состояния, такие как эпилепсия, можно диагностировать с помощью технологии ЭЭГ, но маловероятно, что пациенты после этого будут регулярно (или даже нерегулярно) мониторировать мозговые волны. «В случае эпилепсии невозможно предсказать кризис; нужно уметь наблюдать за пациентом», — пояснила Исмаилова. «Такой вид электрода может быть используется для наблюдения за пациентом в домашних условиях помочь врачам понять происхождение [болезни] и пути ее распространения. Они смогут оценить это с течением времени».

Шаг к интерфейсам мозг-компьютер

Есть и другие практические варианты использования. Греко считает, что эта неинвазивная технология мониторинга мозговых волн может оказаться решающим шагом в построение интерфейсов мозг-компьютер.

«Одна из замечательных вещей, которые могут быть возможны и которую мы сейчас пытаемся изучить, — это захват информации из мозга [для использования в различных приложениях]», — сказал он. «Например, вы можете собрать эту информацию, отправить ее напрямую через интерфейс мозг-компьютер и использовать для стимуляции мышц парализованного пациента. У парализованного пациента прекрасно функционирует мозг, прекрасно функционируют мышцы, но между этими двумя точками теряется нервная связь. Мы могли бы попытаться восстановить соединение с помощью интерфейса «мозг-компьютер».

Кроме того, существуют и другие потенциальные применения интерфейса «мозг-компьютер», такие как отслеживание настроения или желаний и получение нужной информации в нужное время. Возможно, даже удастся совместить тату-электрод для мониторинга мозга с временными татуировками, отслеживающими мышечную активность в других частях тела, в качестве дополнительного источника данных.

Считает ли Греко, что при нашей жизни проснуться и включить недорогой носимый датчик татуировки может быть таким же обычным явлением, как надевать часы или снимать наши смартфон в наш карман? «Да, я так думаю, потому что существует множество практических применений в повседневной жизни [где это может быть полезно]», — сказал он.

В настоящее время эта работа по-прежнему представляет собой демонстрацию концепции, а не что-то готовое к коммерциализации. Обработку информации по-прежнему необходимо осуществлять путем подключения электродов к внешнему устройству. Однако Греко отмечает, что другие исследовательские группы заняты работой над носимыми устройствами, которые могли бы позволить обрабатывать эту информацию на теле. Потенциально его также можно передать по беспроводной сети на смартфон или умные часы.

Все это пока остается предположениями. Но, как и многое другое в случае с современными носимыми устройствами, эти варианты использования существуют в сфере научной фантастики только до тех пор, пока они внезапно не исчезнут.

Была опубликована статья с описанием исследования. недавно опубликовано в журнале npj Flexible Electronics..

Рекомендации редакции

• Наушники для чтения мыслей созданы, чтобы дать вам телекинетический контроль
• Facebook приобретает стартап, создавший браслет, читающий мысли
• «Интерфейс мозг-компьютер» Facebook может позволить вам печатать мысленно
• Страшно реалистичные «глубокие видеопортреты» могут вывести фейковые новости на новый уровень
• Третья рука, управляемая мозгом, позволяет вывести многозадачность на новый уровень

Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.