Действие 3D-принтера корейские инженеры показали на видео. В нем демонстрируется, как задается шаблон, проходит печать и работают готовые датчики. Презентация устройства состоится в сентябре, на конференции UIST 2020.
Процесс печати / ©MAKinteract lab
Прибор состоит из рамы и печатающей головки — небольшого мотора и шприца с чернилами. Перед началом работы кожу необходимо намазать изолирующим гелем, а затем прикрепить на нее устройство двумя ремнями. Далее в специальной программе рисуется схема будущего датчика и задаются настройки.
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 выполняют разные задачи: отслеживают и визуализируют движения, считывают скорость перемещения человека и уровень шума вокруг. С ними можно постоянно мониторить состояние пациентов, контролировать осанку и создавать светодиодные дисплеи прямо на коже. Функционал зависит от того, как расположены датчики и какие жесткие компоненты к ним прикрепили. Авторы проекта, инженеры из Корейского института передовых технологий, отметили, что принтер печатает на любых частях тела: руках, спине, стопах и пальцах.
Носимая биоэлектроника стала важным способом мониторинга, профилактики и лечения заболеваний и травм. Она отслеживает мышечные сигналы, частоту сердечных сокращений, температуру и степень увлажнения кожи, и другие физические данные. Сегодня медики используют мягкие и гибкие пластыри, которые с трудом адаптируются к движениям человека, особенно в местах сгиба, и растяжению кожи, могут отклеиваться и теряться. А данные, собранные при постоянной активности пациента, порой оказываются неточными.
Нарисованная электроника способна эффективно работать, независимо от движений владельца. Ранее специалисты уже показывали устройства, которые печатали гибкие датчики на коже. Так, 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, которая рисует датчики на коже проводимыми чернилами. Она позволяет менять форму будущих устройств в ходе работы и, как и в корейской разработке, крепить жесткие компоненты, пока материал не высох.
