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身體變電腦？電子皮膚讓不可能成為可能

發布時間：2015-06-29 責任編輯：tomruanduo

【導讀】香檳分校材料學教授約翰·羅傑斯（John Rogers）研發出一種名為 Biostamp 的電子皮膚，將柔韌的小型傳感器tiezaishiyongzhedeshentimougetedingdebuweishang，tajiunenggoushishizhuizonggaibuweideshenglibianhua，bingjiangtamenzhuanhuachengxinxi。youlezhezhongqingruyumaodezhuangzhi，rentijiubianchengdiannao。

羅傑斯說：“我wo們men的de原yuan型xing設she備bei可ke以yi提ti供gong各ge種zhong監jian控kong和he激ji勵li功gong能neng。我wo們men可ke以yi調tiao整zheng神shen經jing元yuan，然ran後hou通tong過guo計ji算suan機ji拚pin寫xie界jie麵mian解jie讀du其qi活huo動dong，腦nao電dian波bo會hui在zai虛xu擬ni鍵jian盤pan顯xian示shi器qi上shang顯xian示shi字zi母mu，並bing打da出chu完wan整zheng信xin息xi。”

以前，這種信號隻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，而且隻能短時間內安全使用。而羅傑斯的 Biostamp 非常輕便，幾乎察覺不到其重量。它被允許在實驗室外長期使用，而且獲取的信號更為精確。

Biostamp 可ke消xiao除chu各ge種zhong影ying響xiang信xin號hao的de背bei景jing噪zao音yin。為wei了le確que保bao精jing確que度du，伊yi利li諾nuo伊yi大da學xue的de研yan究jiu團tuan隊dui正zheng使shi用yong越yue來lai越yue多duo的de高gao密mi度du電dian極ji，它ta可ke產chan生sheng數shu千qian倍bei的de大da腦nao活huo動dong信xin息xi。現xian在zai，這zhe種zhong發fa明ming主zhu要yao有you兩liang個ge突tu破po性xing的de應ying用yong。一yi個ge是shi測ce量liang癲dian癇xian病bing人ren發fa病bing時shi的de相xiang關guan腦nao電dian波bo，以yi便bian於yu發fa作zuo前qian就jiu找zhao出chu跡ji象xiang。另ling一yi個ge應ying用yong是shi監jian測ce患huan有you各ge種zhong紊wen亂luan症zheng的de病bing人ren的de睡shui眠mian模mo式shi，這zhe些xie信xin息xi無wu法fa通tong過guo傳chuan統tong硬ying件jian設she施shi獲huo得de。

大腦隻是 Biostamp 最新和最具雄心的目標。因為羅傑斯 2011 年就已經發明了 Biostamp，它已經被應用到身體上，包括監測心率、溫度以及其他關鍵體征。運動品牌 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，即可以發揮治療作用然後溶解的設備。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題的潛在革命性方式。

伊利諾伊大學的研究人員已經將其“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髒表皮中，發揮先進起搏器的作用。它們在融入體內一段時間後，可以安全溶解。

當dang前qian測ce試shi僅jin限xian於yu對dui齧nie齒chi類lei動dong物wu，但dan研yan究jiu人ren員yuan已yi經jing解jie決jue關guan鍵jian障zhang礙ai，將jiang允yun許xu其qi在zai人ren類lei身shen上shang測ce試shi。羅luo傑jie斯si承cheng認ren，在zai向xiang身shen體ti引yin入ru外wai來lai元yuan素su時shi存cun在zai某mou些xie風feng險xian，但dan他ta相xiang信xin這zhe代dai表biao著zhe未wei來lai的de方fang向xiang。

羅傑斯說：“電子產品越來越接近於個人。最初，它隻是大廳中的計算機，其後則出現桌麵電腦、筆記本電腦，最後就是你口袋中的智能手機和手腕上的智能手表。現在，電子產品將可融入皮膚中，形成生物電子產品（即完全可植入裝備）。對我來說，能夠充分利用集成電子產品非常重要。”

這一過程的關鍵是模式的轉變，即電子產品從鋼性硬板向柔韌設備轉變，人類身體可適應後者，Biostamp 則ze代dai表biao了le多duo種zhong在zai適shi應ying性xing方fang麵mian取qu得de的de突tu破po。羅luo傑jie斯si團tuan隊dui將jiang鋼gang性xing硬ying板ban從cong電dian路lu板ban中zhong移yi除chu，並bing將jiang零ling部bu件jian小xiao型xing至zhi納na米mi標biao準zhun，創chuang造zao出chu穿chuan著zhe舒shu適shi的de可ke穿chuan戴dai設she備bei。他ta們men已yi經jing成cheng功gong地di創chuang造zao了le一yi款kuan設she備bei，即ji使shi變bian形xing時shi也ye可ke以yi保bao持chi構gou成cheng與yu功gong能neng。它ta完wan全quan防fang水shui，為wei此ci可ke在zai皮pi膚fu表biao麵mian或huo皮pi下xia工gong作zuo。

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展迅速。這導致羅傑斯在解決 Biostamp 的電池問題時，要麼發明一種無線充能方式，要麼利用身體作為能源。羅傑斯說：“這(zhe)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)你(ni)的(de)裝(zhuang)置(zhi)需(xu)要(yao)多(duo)少(shao)能(neng)源(yuan)，我(wo)們(men)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)利(li)用(yong)身(shen)體(ti)運(yun)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)能(neng)量(liang)。對(dui)於(yu)植(zhi)入(ru)心(xin)髒(zang)的(de)設(she)備(bei)，它(ta)必(bi)須(xu)有(you)恒(heng)定(ding)的(de)化(hua)學(xue)能(neng)發(fa)電(dian)。但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)身(shen)體(ti)外(wai)部(bu)的(de)設(she)備(bei)，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)確(que)定(ding)化(hua)學(xue)能(neng)可(ke)支(zhi)持(chi)多(duo)久(jiu)。腿(tui)部(bu)和(he)手(shou)臂(bi)運(yun)動(dong)是(shi)一(yi)個(ge)選(xuan)擇(ze)……這是一種持續性研究，而非蓋棺定論。”

自從 2011 年發明 Biostamp 以來，羅傑斯的實驗室已經申請了 100 多項相關專利，促使很多新公司成立。其中最被人看好的公司是 MC10，它已經獲得 6000 萬美元私人投資。研究電子皮膚已經成為全球性現象，比如東京大學正研究“堅不可破”的電路板，萊布尼茨研究所的傳感器則可發現磁場，內布拉斯-林肯大學正研究可發現乳腺癌的特殊設備，穀歌也在加入這一領域。

羅傑斯的學生、聖迭戈大學學院神經互動實驗室托德·科利曼教授（Todd Coleman）也在研究 Biostamp 的升級版本。這個實驗室專注於醫療項目，比如確認早產兒腦損傷，此外也研究 Biostamp 在娛樂領域的應用等。科利曼的團隊已經能夠通過電極利用腦電波引導無人機，目前正利用 Biostamp 平台研究類似功能。

科利曼最近與神經生物學家理查德·科斯塔（Ricardo Gil da Costa）成立了 Neuroverse 公司。2014 年，科斯塔與漫威漫畫公司（Marvel Comics）合作，證明電子皮膚用於娛樂的可能性。科學家們為在紐約舉辦的“複仇者主題互動展覽”活動設計了一種腦機接口（BCI），允許遊戲玩家變身“超級英雄”，將他們的腦電波轉化成壯觀行動呈現出來。

如果這種接口能夠為非專業人士理解和使用，我們可能進入一個個人負責健康和生活方式的新時代。科利曼說：“womenxuyaoquebaozhexieshebeizuizhongkeyibangzhurenmenguoshangjiankangdeshenghuo，bingzuochugenghaodejueding。womenhaixuyaoyuanchengkanyishengma？ruguomeiyouyisheng，womenkeyiziwotiaojiejiankangma？womenruhejianlizheyangyizhongshenghuofangshi：人們通過其獲得的信息改變他們的生活？”

當dang下xia人ren們men對dui電dian子zi皮pi膚fu的de評ping價jia褒bao貶bian不bu一yi，遊you戲xi迷mi以yi及ji早zao期qi試shi用yong者zhe對dui其qi盛sheng讚zan不bu已yi，而er隱yin私si倡chang導dao者zhe擔dan心xin個ge人ren敏min感gan信xin息xi遭zao到dao泄xie露lu。盡jin管guan如ru此ci，電dian子zi皮pi膚fu獲huo得de的de投tou資zi正zheng不bu斷duan增zeng加jia，研yan究jiu步bu伐fa也ye在zai加jia速su。而er可ke穿chuan戴dai裝zhuang置zhi隻zhi是shi完wan全quan可ke溶rong解jie設she備bei的de墊dian腳jiao石shi。

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