【導讀】香檳分校材料學(xué)教授約翰·羅杰斯（John Rogers）研發(fā)出一種名為 Biostamp 的電子皮膚，將柔韌的小型傳感器貼在使用者的身體某個(gè)特定的部位上，它就能夠實(shí)時(shí)追蹤該部位的生理變化，并將它們轉化成信息。有了這種輕如羽毛的裝置，人體就變成電腦。
羅杰斯說(shuō)：“我們的原型設備可以提供各種監控和激勵功能。我們可以調整神經(jīng)元，然后通過(guò)計算機拼寫(xiě)界面解讀其活動(dòng)，腦電波會(huì )在虛擬鍵盤(pán)顯示器上顯示字母，并打出完整信息。”
以前，這種信號只能被配有諸多電極的沉重頭盔檢測到，那要求病人的皮膚被仔細清洗，而且只能短時(shí)間內安全使用。而羅杰斯的 Biostamp 非常輕便，幾乎察覺(jué)不到其重量。它被允許在實(shí)驗室外長(cháng)期使用，而且獲取的信號更為精確。
Biostamp 可消除各種影響信號的背景噪音。為了確保精確度，伊利諾伊大學(xué)的研究團隊正使用越來(lái)越多的高密度電極，它可產(chǎn)生數千倍的大腦活動(dòng)信息?，F在，這種發(fā)明主要有兩個(gè)突破性的應用。一個(gè)是測量癲癇病人發(fā)病時(shí)的相關(guān)腦電波，以便于發(fā)作前就找出跡象。另一個(gè)應用是監測患有各種紊亂癥的病人的睡眠模式，這些信息無(wú)法通過(guò)傳統硬件設施獲得。
大腦只是 Biostamp 最新和最具雄心的目標。因為羅杰斯 2011 年就已經(jīng)發(fā)明了 Biostamp，它已經(jīng)被應用到身體上，包括監測心率、溫度以及其他關(guān)鍵體征。運動(dòng)品牌 Reebok 利用 Biostamp 監測體育賽事中影響力量的因素，歐萊雅則利用它追蹤皮膚水合效果，美國軍方用其監測士兵狀況。
這種“生物兼容性”的設備甚至正在體內測試。它可以起到“electroceutical”的作用，即可以發(fā)揮治療作用然后溶解的設備。這種治療作用可能包括診斷疾病、利用有針對性的電子刺激代替藥物，它將成為解決許多器官問(wèn)題的潛在革命性方式。
伊利諾伊大學(xué)的研究人員已經(jīng)將其“生物兼容性”設備植入盆腔中，幫助治療膀胱功能障礙。此外，“生物兼容性”設備也可以被植入心臟表皮中，發(fā)揮先進(jìn)起搏器的作用。它們在融入體內一段時(shí)間后，可以安全溶解。
當前測試僅限于對嚙齒類(lèi)動(dòng)物，但研究人員已經(jīng)解決關(guān)鍵障礙，將允許其在人類(lèi)身上測試。羅杰斯承認，在向身體引入外來(lái)元素時(shí)存在某些風(fēng)險，但他相信這代表著(zhù)未來(lái)的方向。
羅杰斯說(shuō)：“電子產(chǎn)品越來(lái)越接近于個(gè)人。最初，它只是大廳中的計算機，其后則出現桌面電腦、筆記本電腦，最后就是你口袋中的智能手機和手腕上的智能手表?，F在，電子產(chǎn)品將可融入皮膚中，形成生物電子產(chǎn)品（即完全可植入裝備）。對我來(lái)說(shuō)，能夠充分利用集成電子產(chǎn)品非常重要。”
這一過(guò)程的關(guān)鍵是模式的轉變，即電子產(chǎn)品從鋼性硬板向柔韌設備轉變，人類(lèi)身體可適應后者，Biostamp 則代表了多種在適應性方面取得的突破。羅杰斯團隊將鋼性硬板從電路板中移除，并將零部件小型至納米標準，創(chuàng )造出穿著(zhù)舒適的可穿戴設備。他們已經(jīng)成功地創(chuàng )造了一款設備，即使變形時(shí)也可以保持構成與功能。它完全防水，為此可在皮膚表面或皮下工作。
但其很難收縮或伸展的特征之一是電源，電池畢竟不像電極那樣進(jìn)展迅速。這導致羅杰斯在解決 Biostamp 的電池問(wèn)題時(shí)，要么發(fā)明一種無(wú)線(xiàn)充能方式，要么利用身體作為能源。羅杰斯說(shuō)：“這要取決于你的裝置需要多少能源，我們已經(jīng)開(kāi)始利用身體運動(dòng)產(chǎn)生的能量。對于植入心臟的設備，它必須有恒定的化學(xué)能發(fā)電。但是對于身體外部的設備，我們必須確定化學(xué)能可支持多久。腿部和手臂運動(dòng)是一個(gè)選擇……這是一種持續性研究，而非蓋棺定論。”
自從 2011 年發(fā)明 Biostamp 以來(lái)，羅杰斯的實(shí)驗室已經(jīng)申請了 100 多項相關(guān)專(zhuān)利，促使很多新公司成立。其中最被人看好的公司是 MC10，它已經(jīng)獲得 6000 萬(wàn)美元私人投資。研究電子皮膚已經(jīng)成為全球性現象，比如東京大學(xué)正研究“堅不可破”的電路板，萊布尼茨研究所的傳感器則可發(fā)現磁場(chǎng)，內布拉斯-林肯大學(xué)正研究可發(fā)現乳腺癌的特殊設備，谷歌也在加入這一領(lǐng)域。
羅杰斯的學(xué)生、圣迭戈大學(xué)學(xué)院神經(jīng)互動(dòng)實(shí)驗室托德·科利曼教授（Todd Coleman）也在研究 Biostamp 的升級版本。這個(gè)實(shí)驗室專(zhuān)注于醫療項目，比如確認早產(chǎn)兒腦損傷，此外也研究 Biostamp 在娛樂(lè )領(lǐng)域的應用等?？评膱F隊已經(jīng)能夠通過(guò)電極利用腦電波引導無(wú)人機，目前正利用 Biostamp 平臺研究類(lèi)似功能。
科利曼最近與神經(jīng)生物學(xué)家理查德·科斯塔（Ricardo Gil da Costa）成立了 Neuroverse 公司。2014 年，科斯塔與漫威漫畫(huà)公司（Marvel Comics）合作，證明電子皮膚用于娛樂(lè )的可能性?？茖W(xué)家們?yōu)樵诩~約舉辦的“復仇者主題互動(dòng)展覽”活動(dòng)設計了一種腦機接口（BCI），允許游戲玩家變身“超級英雄”，將他們的腦電波轉化成壯觀(guān)行動(dòng)呈現出來(lái)。
如果這種接口能夠為非專(zhuān)業(yè)人士理解和使用，我們可能進(jìn)入一個(gè)個(gè)人負責健康和生活方式的新時(shí)代?？评f(shuō)：“我們需要確保這些設備最終可以幫助人們過(guò)上健康的生活，并作出更好的決定。我們還需要遠程看醫生嗎？如果沒(méi)有醫生，我們可以自我調節健康嗎？我們如何建立這樣一種生活方式：人們通過(guò)其獲得的信息改變他們的生活？”
當下人們對電子皮膚的評價(jià)褒貶不一，游戲迷以及早期試用者對其盛贊不已，而隱私倡導者擔心個(gè)人敏感信息遭到泄露。盡管如此，電子皮膚獲得的投資正不斷增加，研究步伐也在加速。而可穿戴裝置只是完全可溶解設備的墊腳石。
