Puoi dipingere questo indossabile sulla tua pelle come un tatuaggio per monitorare l'attività del tuo cuore e del tuo cervello.

      I tracker di salute indossabili sono diventati più piccoli, più intelligenti e più capaci nel corso degli anni, ma sono anche rimasti sorprendentemente... noiosi. Che si tratti di uno smartwatch, di una fascia toracica o di un cerotto ECG adesivo, la maggior parte dei sensori di salute si basa ancora su hardware ingombrante che può staccarsi, irritare la pelle o diventare meno preciso una volta che inizi a sudare. Inoltre, c'è un passaggio dalla tecnologia dei dispositivi indossabili/tracker in plastica ai vestiti, che apparentemente fanno la stessa cosa. Ma questa non è la storia di oggi.

      I ricercatori della Penn State pensano di aver trovato una soluzione molto più elegante. Invece di attaccare un altro sensore sulla pelle, perché non semplicemente dipingerne uno?

      Il team ha sviluppato un inchiostro conduttivo che può essere applicato direttamente sulla pelle come un trucco temporaneo, trasformando quasi qualsiasi design in un monitor di salute funzionante. I tatuaggi colorati non solo sembrano più divertenti, ma sono anche in grado di tracciare l'attività elettrica del cuore, dei muscoli e del cervello con un'accuratezza impressionante. La ricerca è stata pubblicata negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS).

      Un tatuaggio che funziona come un sensore medico

      La tecnologia ruota attorno a un inchiostro conduttivo a base d'acqua appositamente formulato che si comporta molto come il trucco per il viso. Quando è bagnato, ha una consistenza simile a quella della colla. Dopo essere stato applicato sulla pelle, si asciuga in meno di dieci minuti – o anche più velocemente con l'aiuto di un asciugacapelli – e diventa un elettrodo funzionale in grado di leggere i segnali elettrici del corpo.

      A differenza dei sensori indossabili convenzionali, questi elettrodi non vengono prodotti in una fabbrica e poi attaccati al corpo. Vengono creati direttamente sulla tua pelle.

      Elettrodi dipinti sulla pelle Wanqing Zhang

      Quella differenza apparentemente semplice risolve uno dei problemi più grandi con i sensori medici indossabili di oggi. Gli elettrodi tradizionali spesso lasciano piccole sacche d'aria tra la pelle e il sensore, in particolare sulla pelle pelosa o sudata. Queste sacche riducono la qualità del segnale e possono causare letture inaffidabili durante il movimento. Dipingendo l'elettrodo direttamente sulla pelle, l'inchiostro conduttivo si conforma a ogni contorno, migliorando notevolmente il contatto e l'accuratezza del segnale.

      I ricercatori hanno dimostrato che i tatuaggi possono registrare continuamente segnali ECG per monitorare l'attività cardiaca, segnali EEG per l'attività cerebrale e segnali EMG che misurano le contrazioni muscolari. In una dimostrazione, il team ha persino utilizzato segnali muscolari dall'avambraccio di un partecipante per controllare senza fili una mano prostetica robotica. I tatuaggi sono rimasti attaccati durante l'esercizio e hanno continuato a registrare un'attività cardiaca accurata durante un test di 12 ore che coinvolgeva attività quotidiane.

      I dispositivi indossabili di grado medico non devono sembrare medici

      Forse la parte più inaspettata del progetto è che i sensori non sono progettati per sembrare clinici. L'inchiostro inizia quasi trasparente ma può essere mescolato con coloranti alimentari ordinari, consentendo agli utenti di creare quasi qualsiasi design desiderino. I ricercatori suggeriscono persino di dipingere personaggi dei cartoni animati o loghi di supereroi sulla pelle invece di indossare cerotti medici convenzionali.

      È un modo intelligente per rendere la tecnologia sanitaria meno intimidatoria – in particolare per i bambini che spesso non gradiscono gli elettrodi adesivi utilizzati durante le visite in ospedale. Il tatuaggio stesso è solo una parte del sistema. Una piccola sezione dell'elettrodo dipinto si collega a un tessuto in argento elastico che funge da tessuto conduttivo prima di collegarsi senza fili a un modulo elettronico riutilizzabile indossato sotto i vestiti. Quel modulo trasmette dati a un computer tramite Bluetooth.

      Elettrodi dipinti sulla pelle Wanqing Zhang

      Il materiale dell'elettrodo stesso è sorprendentemente durevole. Grazie alla sua struttura porosa, può allungarsi fino a oltre il 150% della sua dimensione originale permettendo al sudore e all'umidità di passare attraverso invece di rimanere intrappolati sotto la pelle. Ciò non solo migliora il comfort, ma aiuta anche a prevenire irritazioni durante l'uso a lungo termine.

      Quando non è più necessario, il tatuaggio si lava semplicemente via con acqua. Un altro può quindi essere dipinto in pochi minuti, mentre il modulo elettronico più costoso continua a essere riutilizzato. I ricercatori hanno già presentato una domanda di brevetto provvisorio per la tecnologia e credono che il suo potenziale si estenda ben oltre il monitoraggio della salute indossabile. Le versioni future potrebbero monitorare biomarcatori come glucosio o cortisolo, aprendo la porta a un monitoraggio della salute continuo più avanzato. Il team sta anche esplorando applicazioni in agricoltura, dove sensori simili da dipingere potrebbero trasformare piante ordinarie in "piante intelligenti" in grado di rilevare sostanze chimiche ambientali e riferire sulla propria salute.

      Sembra quasi futuristico – un tatuaggio che monitora il tuo corpo, controlla una mano robotica e scompare quando hai finito con esso. Eppure è esattamente questo il futuro che gli ingegneri della Penn State stanno cercando di dipingere, un colpo di pennello alla volta.