Indossabile e invisibile: nuovi sensori cutanei che rivoluzionano il monitoraggio della salute

Sviluppati elettrodi sottili e elastici sulla pelle, che risultano praticamente invisibili quando indossati sul viso. La nuova tecnologia può misurare segnali biologici pur rimanendo non rilevabile a occhio e al tatto, permettendo il monitoraggio in condizioni più naturali.

Sebbene i sensori sanitari indossabili stiano diventando sempre più comuni, le versioni attuali risultano scomode da indossare. Ad esempio, dispositivi attaccati al volto possono attirare attenzioni indesiderate, aumentare l’autocoscienza e influenzare i segnali stessi che gli utenti cercano di misurare.

Tuttavia, ricerche recenti potrebbero aver trovato una soluzione a questi problemi introducendo sensori ultrasottili che non possono essere visibili dagli osservatori né percepiti da chi la indossa.

In un articolo recentemente pubblicato su Science Advances, ricercatori dell’Istituto di Scienze Industriali dell’Università di Tokyo e di istituzioni collaboratrici hanno riportato lo sviluppo di elettrodi sottili e elastici sulla pelle, che risultano praticamente invisibili quando indossati sul viso.

La nuova tecnologia può misurare segnali biologici pur rimanendo non rilevabile a occhio e al tatto, permettendo il monitoraggio in condizioni più naturali.

Biosegnali come i movimenti oculari, l’attività muscolare facciale e l’attività cerebrale forniscono informazioni preziose per il monitoraggio sanitario e l’interazione uomo-macchina.

Tuttavia, gli elettrodi facciali convenzionali possono alterare l’aspetto di una persona e influenzare le interazioni sociali, creando quelli che vengono chiamati artefatti di apparenza – cambiamenti comportamentali o nello stato psicologico causati semplicemente dall’uso di un dispositivo che l’individuo e gli altri possono vedere.

“Per integrare davvero l’elettronica indossabile nella vita quotidiana, devono sparire sullo sfondo”, spiega l’autore senior Naoji Matsuhisa.

“Le persone dovrebbero poter indossare sensori senza sentirsi osservate, giudicate o a disagio.”

I nuovi elettrodi ottengono questo obiettivo combinando diverse caratteristiche progettuali, tra cui un film elastico ultrasottile spesso circa 200 nanometri e nanofili conduttivi trasparenti.

Il dispositivo risultante corrisponde molto all’aspetto e alla consistenza della pelle naturale, riducendo i riflessi ed eliminando l’aspetto lucido che spesso rende evidente l’elettronica indossabile.

“Nei nostri esperimenti, né chi lo indossa né gli osservatori esterni potevano rilevare con sicurezza gli elettrodi a vista o al tatto”, afferma l’autore principale Yijun Liu.

“I dispositivi rimangono comodi e traspiranti durante l’uso e funzionano su una vasta gamma di tonalità e caratteristiche della pelle.”

È importante sottolineare che gli elettrodi svolgono ancora la loro funzione prevista. Il team ha registrato con successo i segnali elettroografici dai movimenti oculari, quelli elettromiografici dai muscoli facciali e quelli elettroencefalografici dall’attività cerebrale utilizzando questi elettrodi.

Per diversi tipi di segnale, la qualità del segnale era misurabilmente migliore rispetto a quella ottenuta con elettrodi in gel convenzionali, grazie alla minore impedenza della pelle.

“Rendendo elettronica indossabile sia completamente funzionale che praticamente invisibile, ci stiamo avvicinando di un passo a un futuro in cui il monitoraggio della salute e l’interazione uomo-macchina saranno integrati senza soluzione di continuità nella vita quotidiana”, osserva Matsuhisa.

Il team ritiene che le future applicazioni del loro sensore possano includere un monitoraggio sottile dello stato emotivo e delle funzioni cognitive, oltre a nuovi modi per controllare dispositivi o sistemi di realtà virtuale utilizzando i movimenti oculari e le espressioni facciali.

Più in generale, sensori invisibili come questi potrebbero contribuire a creare un futuro in cui la tecnologia si adatti senza soluzione di continuità alle persone, anziché il contrario.

Institute of Industrial Science, The University of Tokyo

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