С годами персональные компьютеры стали меньше и теснее — от настольного компьютера до ноутбука, смартфонов и планшетов, смарт-часов и смарт-очков.

Но следующее поколение носимых компьютерных технологий — для здоровья и хорошего самочувствия, социального взаимодействия и множества других приложений — будет даже ближе к владельцу, чем часы или очки: они будут прикреплены к коже.

Интерфейсы на коже, иногда называемые «умными татуировками», потенциально могут превзойти сенсорные возможности современных носимых технологий, но сочетание комфорта и долговечности оказалось сложной задачей. Теперь сотрудники Корнеллской лаборатории гибридного тела разработали надежный, удобный интерфейс, который легко прикреплять и отсоединять и который можно использовать для самых разных целей — от мониторинга состояния здоровья до моды.

Докторант и сотрудник лаборатории Пин-Сунг Ку является ведущим автором книги «SkinKit: конструктор для прототипирования интерфейса на коже», которая была представлена ​​в сентябре на UbiComp ’22, международной совместной конференции Ассоциации вычислительной техники, посвященной всепроникающим и вездесущим вычислениям.

«Мы работали над этим в течение многих лет, и я думаю, что мы, наконец, решили многие технические проблемы», — сказала Синди (Синь-Лю) Као, доцент кафедры дизайна, ориентированного на человека, в Колледже экологии человека. и старший автор исследования. «Мы хотели создать модульный подход к умным татуировкам, чтобы сделать их такими же простыми, как сборка Лего».

По словам Као, SkinKit — система plug-and-play, цель которой — «понизить порог входа» до накладных интерфейсов для тех, у кого мало или совсем нет технических знаний, — это продукт бесчисленных часов разработки, тестирования и переделки. она сказала.

Лаборатория Као также очень внимательно относится к культурным различиям в целом, и она считает важным донести эти устройства до разных групп населения.

«Люди из разных культур, слоев общества и национальностей могут по-разному относиться к этим устройствам», — сказала она. «Мы чувствовали, что на самом деле очень важно дать большему количеству людей возможность высказаться о том, чего они хотят от этих умных татуировок».

Изготовление выполняется из бумаги для временных татуировок, силиконового текстильного стабилизатора и воды, создавая многослойную тонкопленочную структуру, которую группа называет «кожной тканью». Слоистый материал можно разрезать на желаемые формы — для своего исследования исследователи использовали квадраты размером три четверти дюйма с линиями разреза «папа-мама», чтобы части можно было складывать (соединять вместе) — и снабжать миниатюрными гибкими модулями печатной платы. для выполнения ряда задач.

«Отправной точкой было найти подходящий форм-фактор, а затем сделать его масштабируемым», — сказал Ку. «И мы масштабируем его с помощью шаблона тесселяции. Таким образом, пользователь может спроектировать схему, а затем настроить макет, объединив несколько модулей».

По словам Ку, одним из преимуществ их дизайна является возможность повторного использования.

«Носитель может легко соединить их вместе, а также отсоединить», — сказал он. «Допустим, сегодня вы хотите использовать один из датчиков для определенных целей, а завтра вы захотите использовать его для чего-то другого. Вы можете легко просто отсоединить их и повторно использовать некоторые модули для создания нового устройства за считанные минуты».

Чтобы протестировать SkinKit , исследователи сначала набрали девять участников с опытом работы как в STEM, так и в дизайне, чтобы создавать и носить устройства. Их вклад в 90-минутный семинар помог сообщить о дальнейших модификациях, которые группа выполнила перед проведением более крупного двухдневного исследования с участием 25 участников как с STEM, так и с опытом проектирования.

Устройства, разработанные 25 участниками исследования, предназначены для: здоровья и хорошего самочувствия, включая датчики температуры для определения лихорадки из-за COVID-19; личная безопасность, в том числе устройство, которое поможет владельцу сохранять социальную дистанцию ​​во время пандемии; уведомление, в том числе носимое на руке устройство, которое может носить бегун, которое будет вибрировать, когда рядом находится транспортное средство; и вспомогательные технологии, такие как датчик для ношения на запястье для слепых, который будет вибрировать, когда владелец собирается столкнуться с объектом.

Другие приложения предназначались для социальных, модных и спортивных целей.

Као сказала, что сотрудники ее лаборатории, в том числе Ку, приняли участие в конференции 4-H Career Explorations Conference летом, и около 10 школьников из северной части штата Нью-Йорк создали свои собственные устройства SkinKit.

«Я думаю, что это просто показывает нам большой потенциал для обучения STEM, и особенно возможность вовлекать людей, которые, возможно, изначально не интересовались STEM», — сказал Као. «Но, объединив это с боди-артом и модой, я думаю, что у этого есть большой потенциал, чтобы привлечь следующее поколение и более широкие слои населения к изучению будущего умных татуировок».