I “cerotti smart” che trasformano la pelle in un altoparlante

In un futuro non troppo lontano, gli auricolari potrebbero essere sostituiti da “cerotti        smart” in grado di trasmettere segnali acustici e trasformare la nostra pelle in un altoparlante e in un microfono. L’idea arriva dalla Corea del Sud e, più precisamente, dai laboratori dell’ Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST). La tecnologia che ha portato alla realizzazione del dispositivo si basa su particolari nanomembrane ibride, contenenti un reticolo di nanofili d’argento incorporato in una matrice polimerica. 

La trasparenza e la flessibilità delle nanomembrane rendono il dispositivo discreto e perfettamente adattabile alla pelle. I dettagli dello studio, condotto dal professor Hyunhyub Ko della School of Energy and Chemical Engineering dell’ UNIST, sono descritti in un articolo pubblicato in Science Advances.

Dispositivi acustici “a fior di pelle”

Recenti studi hanno portato allo sviluppo di diversi dispositivi elettronici con lo scopo di imitare i nostri sensi e le capacità del nostro corpo. Pensiamo ad esempio alla E-Dermis, la pelle protesica che restituisce la percezione del tatto e del dolore, o alle biomembrane realizzate per testare l’efficacia dei farmaci e sviluppare terapie personalizzate contro la maculopatia.

Con rapida ascesa dell’ IoT (“Internet of Things“), la voce umana è divenuta essenziale per lo sviluppo di molte interfacce uomo-macchina. Basti pensare alla sicurezza vocale, al controllo di droni e robot, alla comunicazione con l’intelligenza artificiale (AI) e ai sistemi di riconoscimento vocale. Per tali applicazioni, sono necessari dispositivi acustici sempre più flessibili, portatili e miniaturizzati in grado di riprodurre la voce e i suoni. La ricerca condotta da un team internazionale di ricercatori dell’ UNIST si è incentrata proprio sullo sviluppo di un dispositivo dotato di questi requisiti.

La tecnologia presentata dai ricercatori è un’innovativa patch trasparente e ultrasottile in grado di trasformare la nostra pelle in un altoparlante o in un microfono. Questi “cerotti hi-tech”, oltre a fungere da ausilio in caso di funzionalità alterate dell’udito e del linguaggio, potrebbero essere sfruttati in futuro per la realizzazione di sensori smart per diverse applicazioni nel campo dell’IoT.

Come funzionano i “cerotti smart”?

Gli altoparlanti funzionano emettendo un suono termoacustico dato dalle oscillazioni dell’aria circostante indotte dalla temperatura. In questo caso, le oscillazioni di temperatura  sono dovute al riscaldamento per effetto Joule delle nanomembrane. L’oscillazione di temperatura si propaga dunque nel mezzo circostante, causando modificazioni della pressione dell’aria.

I microfoni sono invece sensori che, attaccati al collo, percepiscono la vibrazione delle corde vocali. Il tutto funziona convertendo la forza di attrito generata dall’oscillazione della nanofibra conduttiva in energia elettrica. Durante i test effettuati dai ricercatori il microfono è stato in grado di riconoscere con precisione la voce di un utente e autorizzarne l’accesso al sistema. Il prossimo passo sarà quello di migliorarne l’accuratezza nel distinguere le voci e nel riconoscere le parole.

Per le applicazioni commerciali, sarò necessario migliorare la durata meccanica delle nanomebrane e le prestazioni dell’altoparlante e del microfono.

Ha dichiarato Ko.