SkinKit offre une informatique polyvalente et portable sur la peau | Chronique de Cornell

L’informatique personnelle est devenue plus petite et plus intime au fil des ans, de l’ordinateur de bureau à l’ordinateur portable, aux smartphones et tablettes, aux montres intelligentes et aux lunettes intelligentes.

Mais la prochaine génération de technologie informatique portable pour la santé et le bien-être, l’interaction sociale et une myriade d’autres applications sera encore plus proche de l’utilisateur qu’une montre ou des lunettes : elle sera apposée sur la peau.

Les interfaces sur la peau, parfois appelées tatouages ​​intelligents, ont le potentiel de surpasser les capacités de détection des technologies portables actuelles, mais combiner confort et durabilité s’est avéré difficile. Maintenant, les membres de Cornells Laboratoire du corps hybride ont mis au point une interface fiable et étanche, facile à attacher et à détacher, et qui peut être utilisée à diverses fins, de la surveillance de la santé à la mode.

L’étudiant au doctorat et membre du laboratoire Pin-Sung Ku est l’auteur principal de SkinKit : kit de construction pour le prototypage d’interfaces sur la peauqui a été présenté en septembre à UbiComp 22, la conférence conjointe internationale de l’Association for Computing Machinerys sur l’informatique pervasive et ubiquitaire.

Nous travaillons dessus depuis des années, et je pense que nous avons enfin résolu bon nombre des défis techniques, a déclaré Cindy (Hsin-Liu) Kao, professeur adjoint de conception centrée sur l’humain au Collège d’écologie humaine et auteur principal de l’étude. Nous voulions créer une approche modulaire des tatouages ​​intelligents, pour les rendre aussi simples que la construction de Legos.

D’autres contributeurs, tous d’anciens membres du laboratoire, sont l’ancien chercheur postdoctoral Md. Tahmidul Islam Molla, maintenant professeur adjoint de pratique en informatique à l’Université Marquette ; Kunpeng Huang 21 ans, M.Ing. 22; Priya Kattappurath 20 ans, M.Ing. 21; et Krithik Ranjan 22 ans.

SkinKit un système plug-and-play qui vise à abaisser le plancher d’accès aux interfaces sur la peau, a déclaré Kao, pour ceux qui ont peu ou pas d’expertise technique est le produit d’innombrables heures de développement, de tests et de redéveloppement, a-t-elle déclaré.

Le laboratoire Kaos est également très conscient des différences culturelles en général, et elle pense qu’il est important d’apporter ces appareils à diverses populations.

Les personnes de cultures, d’origines et d’ethnies différentes peuvent avoir des perceptions très différentes de ces appareils, a-t-elle déclaré. Nous avons pensé qu’il était en fait très important de permettre à plus de gens de dire ce qu’ils veulent que ces tatouages ​​​​intelligents fassent.

La fabrication se fait avec papier de tatouage temporaire, stabilisateur de textile en silicone et eau, créant une structure de film mince multicouche que le groupe appelle le tissu de peau. Le matériau en couches peut être découpé dans les formes souhaitées pour leur étude, les chercheurs ont utilisé des carrés de trois quarts de pouce, avec des lignes de coupe mâle-femelle afin que les pièces puissent être tessellées (assemblées) et équipées de modules de circuits imprimés flexibles miniaturisés pour effectuer une gamme de tâches.

Le point de départ était de trouver un facteur de forme approprié, puis de le rendre évolutif, a déclaré Ku. Et la façon dont nous le mettons à l’échelle est à travers le motif de tessellation. Ainsi, l’utilisateur peut concevoir un circuit, puis personnaliser la disposition en assemblant plusieurs modules.

L’un des avantages de leur conception, a déclaré Ku, est le composant de réutilisation.

Le porteur peut facilement les attacher ensemble et aussi les détacher, a-t-il dit. Disons qu’aujourd’hui vous voulez utiliser l’un des capteurs à certaines fins, mais demain vous le voulez pour quelque chose de différent. Vous pouvez facilement les détacher et réutiliser certains des modules pour créer un nouvel appareil en quelques minutes.

Tester SkinKit, les chercheurs ont d’abord recruté neuf participants ayant à la fois des connaissances en STEM et en conception pour construire et porter les appareils. Leur contribution à l’atelier de 90 minutes a permis d’éclairer d’autres modifications, que le groupe a effectuées avant de mener une étude plus vaste de deux jours impliquant 25 participants issus à la fois des STEM et du design.

Les appareils conçus par les 25 participants à l’étude ont abordé : la santé et le bien-être, y compris des capteurs de température pour détecter la fièvre due au COVID-19 ; la sécurité personnelle, y compris un dispositif qui aiderait le porteur à maintenir une distance sociale pendant la pandémie ; notification, y compris un appareil porté sur le bras qu’un coureur pourrait porter et qui vibrerait lorsqu’un véhicule se trouverait à proximité ; et une technologie d’assistance, comme un capteur porté au poignet pour les aveugles qui vibre lorsque le porteur est sur le point de heurter un objet.

D’autres applications étaient à des fins sociales, de mode et d’entraînement sportif.

Kao a déclaré que des membres de son laboratoire, dont Ku, avaient participé à la Conférence Explorations de carrières 4-H au cours de l’été, et a demandé à environ 10 collégiens du nord de l’État de New York de construire leurs propres appareils SkinKit.

Je pense que cela nous montre simplement beaucoup de potentiel pour l’apprentissage des STEM, et en particulier pour pouvoir engager des personnes qui, à l’origine, n’auraient peut-être pas d’intérêt pour les STEM, a déclaré Kao. Mais en le combinant avec l’art corporel et la mode, je pense qu’il y a beaucoup de potentiel pour engager la prochaine génération et des populations plus larges à explorer l’avenir des tatouages ​​​​intelligents..

Ce travail a été soutenu par la National Science Foundation.