Sensori ultrasottili applicati direttamente sulla pelle del viso, quasi impossibili da riconoscere alla vista e al tatto, possono registrare l’attività cerebrale, i movimenti oculari e le contrazioni dei muscoli facciali. Il tutto senza modificare l’aspetto della persona o provocare quella sensazione di disagio che può essere associata ai comuni dispositivi indossabili.
È il risultato di uno studio condotto da un gruppo di ricerca guidato da Naoji Matsuhisa e Yijun Liu, dell’Institute of Industrial Science dell’Università di Tokyo, e pubblicato sulla rivista scientifica “Science Advances”.
La tecnologia potrebbe aprire nuove prospettive per il monitoraggio continuo dello stato di salute, rendendo la raccolta dei segnali fisiologici più naturale e meno invasiva nella vita quotidiana.
Il limite degli elettrodi tradizionali
I biosensori applicati sul viso stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante nella medicina e nello sviluppo delle interfacce tra persone e dispositivi elettronici. Permettono infatti di acquisire segnali come l’elettroencefalogramma, EEG, l’elettromiografia, EMG, e l’elettrooculografia, EOG.
Gli elettrodi tradizionali, tuttavia, possono risultare ingombranti, visibili e poco confortevoli. La loro presenza modifica l’aspetto di chi li indossa e può influenzarne inconsapevolmente il comportamento.
Questo fenomeno viene definito “appearance artifact”. Sapere di avere sul viso un dispositivo evidente, oppure sentirsi osservati dagli altri, può alterare proprio le risposte fisiologiche e comportamentali che si intendono misurare.
«Per integrare davvero l’elettronica indossabile nella vita quotidiana è necessario che scompaia sullo sfondo», ha spiegato Naoji Matsuhisa. L’obiettivo è consentire alle persone di utilizzare i sensori senza sentirsi osservate, giudicate o a disagio.
Una pellicola spessa appena 200 nanometri
Per superare questi limiti, i ricercatori hanno realizzato elettrodi composti da una pellicola elastica e trasparente, spessa circa 200 nanometri, associata a nanofili conduttivi anch’essi trasparenti.
Lo spessore estremamente ridotto e la struttura del materiale consentono al sensore di aderire alla superficie del viso, riproducendo l’aspetto e la consistenza della pelle naturale. Vengono così eliminati i riflessi e l’effetto lucido che rendono riconoscibili molti dispositivi elettronici convenzionali.
Durante i test sperimentali, né i volontari che indossavano gli elettrodi né gli osservatori esterni sono riusciti a individuarne la presenza attraverso la vista o il tatto.
I sensori sono risultati anche traspiranti e confortevoli, adattandosi efficacemente a differenti caratteristiche e tonalità della pelle.
Segnali di qualità elevata
Nonostante le dimensioni ridottissime, gli elettrodi hanno conservato prestazioni elevate. Il gruppo di ricerca è riuscito a registrare i movimenti degli occhi, l’attività elettrica dei muscoli facciali e i segnali cerebrali.
In alcune misurazioni, la qualità dei dati ottenuti è risultata persino superiore a quella garantita dai tradizionali elettrodi a gel. Un risultato legato soprattutto alla minore impedenza elettrica tra la pelle e il sensore.
La tecnologia combina quindi discrezione e affidabilità. Due caratteristiche decisive per sviluppare sistemi capaci di accompagnare le persone durante le normali attività quotidiane, senza richiedere apparecchiature evidenti o alterarne le abitudini.
Le possibili applicazioni
Secondo gli autori dello studio, questi sensori potrebbero essere utilizzati per monitorare in modo discreto lo stato emotivo e alcune funzioni cognitive. Potrebbero inoltre favorire lo sviluppo di nuove interfacce uomo-macchina.
I movimenti oculari e le espressioni facciali, per esempio, potrebbero essere impiegati per controllare dispositivi elettronici o interagire con ambienti di realtà virtuale.
La prospettiva è quella di tecnologie indossabili sempre meno percepibili, capaci di adattarsi alle persone senza condizionarne il comportamento. Un passo ulteriore verso un monitoraggio della salute integrato nella quotidianità, continuo e confortevole.
