Корейские инженеры представили видеоролик, демонстрирующий работу 3D-принтера. В нём показан процесс создания шаблона, этапы печати и функционирование встроенных датчиков. Презентация устройства запланирована на сентябрь, на конференции UIST 2020.
Прибор включает в себя раму и печатающую головку, которая представляет собой небольшой мотор и шприц с чернилами. Для начала работы поверхность кожи следует покрыть изолирующим гелем, после чего устройство фиксируется на ней с помощью двух ремней. Затем в специальной программе создается схема будущего датчика и устанавливаются необходимые параметры.
После включения принтер проводит калибровку, чтобы понять рельеф кожи, и рисует дорожки из проводящих ток чернил, абсолютно безопасных для человека. Схему можно поменять в любой момент, перетаскивая печатающую головку вручную. Кроме того, пока чернила не застыли, есть возможность прикрепить к датчику любые компоненты: например светодиоды и электроды для подключения датчика к монитору.
Датчики решают широкий круг задач: они отслеживают и отображают движения, измеряют скорость передвижения человека и уровень окружающего шума. Благодаря им можно непрерывно контролировать состояние пациентов, следить за осанкой и создавать светодиодные дисплеи непосредственно на коже. Возможности зависят от расположения датчиков и используемых жестких компонентов. Инженеры из Корейского института передовых технологий, являющиеся авторами проекта, сообщили, что принтер способен наносить изображения на различные части тела, включая руки, спину, стопы и пальцы.
Носимая биоэлектроника играет значительную роль в мониторинге, профилактике и лечении заболеваний и травм. Она позволяет отслеживать мышечные сигналы, частоту сердечных сокращений, температуру тела, уровень увлажненности кожи и другие физиологические параметры. В настоящее время медики используют мягкие и гибкие пластыри, однако их сложно адаптировать к движениям человека, особенно в местах сгибания и растяжения кожи, что может приводить к отклеиванию и потере устройств. Кроме того, данные, получаемые при активном образе жизни пациента, иногда оказываются неточными.
Нарисованная электроника может функционировать, не завися от движений пользователя. Ранее эксперты уже демонстрировали устройства, способные печатать гибкие датчики на коже. В 2017 году американские инженеры напечатали работающий датчик давления. На палец манекена нанесли слоями четыре материала, между ними поместили спиралевидный сенсор. Разработчики отметили, что печать на коже человека могла получиться неточной, потому что стационарный принтер не умел адаптироваться к движениям человека. Через год эту проблему решили, добавив механизм, который отслеживает движения человека и подстраивает принтер под них.
Также недавно ученые показали ручку, эта технология предполагает нанесение датчиков на кожу с использованием проводящих чернил. Она дает возможность изменять конструкцию разрабатываемых устройств в процессе работы и, подобно корейской разработке, позволяет закреплять жесткие элементы до полного высыхания материала.