Wetenschappers zeggen dat we binnenkort met onze gedachten vliegende drones kunnen besturen en bijna telepathisch kunnen communiceren via smartphones, dankzij tijdelijke elektronische tatoeages. Ingenieur Todd Coleman van de University of California ontwikkelt niet-invasieve manieren om elektronica met de geest te besturen - technieken die bijna iedereen kan gebruiken.
Machines besturen met de kracht van het denken is niet langer het domein van sciencefiction. In de afgelopen jaren hebben hersenimplantaten mensen de mogelijkheid gegeven om robots met hun geest te besturen, wat de hoop geeft dat we op een dag de verwondingen en tekortkomingen die we oplopen met bionische ledematen of mechanische exoskeletten kunnen overwinnen.
Maar hersenimplantaten zijn een invasieve technologie en misschien mag deze alleen worden gebruikt voor mensen die ze om medische redenen nodig hebben. In plaats daarvan ontwikkelen Coleman en zijn team draadloze, flexibele chips voor het detecteren van hersenactiviteit die als tijdelijke tatoeages op de arm kunnen worden geplaatst.
De apparaten zijn minder dan honderd micron dik, de gemiddelde dikte van een mensenhaar. Ze bestaan uit microcircuits geïntegreerd in een dunne laag polyester waardoor ze kunnen buigen en strekken. Ze zijn bijna onzichtbaar op de huid, dus ze zijn gemakkelijk te verbergen voor anderen.
Deze apparaten kunnen elektrische signalen lezen die verband houden met hersengolven en bevatten zonnepanelen voor stroomvoorziening en antennes voor draadloze communicatie en ontvangst van energie. Er kunnen ook andere elementen aan worden toegevoegd, bijvoorbeeld thermische scanners voor het bewaken van de huidtemperatuur of detectoren voor het analyseren van het zuurstofgehalte in het bloed.
Elektronische telekinese? Digitale telepathie?
Deze apparaten kunnen op verschillende delen van het lichaam worden geplaatst, zoals de keel. Wanneer mensen aan praten denken, trekken hun keelspieren samen, zelfs als de persoon stil is - dit fenomeen wordt subvocalisatie genoemd. Elektronische keel-tatoeages kunnen zo fungeren als een sub-voice microfoon waarmee mensen geruisloos en draadloos kunnen communiceren.
Promotie video:
"We hebben kunnen aantonen dat onze sensoren elektrische signalen van de keelspieren opvangen, zodat mensen eenvoudig door middel van gedachten kunnen communiceren", zegt Coleman. Hij voegt eraan toe dat elektronische keel-tatoeages signalen kunnen oppikken die kunnen worden gebruikt door smartphones met spraakherkenning.
Coleman merkt op dat invasieve hersenimplantaten nog steeds beter presteren bij het lezen van hersenactiviteit.
Maar neurowetenschapper Miguel Nicolelis van het Duke University Medical Center zegt dat mensen behoefte hebben aan niet-invasieve technologieën zoals deze. "Mensen willen hun omgeving beheersen met hun gedachten, of spelletjes spelen met hun gedachten", zegt Nicolelis, die geen deel uitmaakt van het Todd Coleman-project.
Afbeelding bovenaan: Professor Todd Coleman onderzoekt de mogelijkheid om flexibele elektronische chips te gebruiken die op het voorhoofd van een persoon zijn bevestigd en waarmee de hersenactiviteit van een patiënt met neurosen kan worden gevolgd, met minimaal ongemak voor de laatste. Deze sets sensoren pikken het elektrische ritme van de hersenen op en kunnen informatie optisch of elektromagnetisch verzenden, waardoor gegevens worden verkregen over hersenaandoeningen zoals de ontwikkeling van dementie, de ziekte van Alzheimer, depressie en schizofrenie.
Opname in het midden: Todd Coleman onderzoekt ook de mogelijkheid om kleine elektronische stickers met sensoren en draadloze zenders te gebruiken ter vervanging van de omvangrijke bedrade apparaten die momenteel worden gebruikt om pasgeborenen op pediatrische intensive care-afdelingen te monitoren. De reanimatie van premature baby's heeft al aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het stabiliseren van de hart- en longactiviteit van pasgeborenen.
Maar tegenwoordig besteden experts steeds meer aandacht aan hersenschade: te vroeg geboren baby's zijn vaak gevallen van onderontwikkeling van hersenvaten, bloedingen en toevallen. Als het niet wordt aangepakt, kan dit leiden tot epilepsie of cognitieve problemen.
Onderste afbeelding: foto van elektronische chips die op de epidermis kunnen worden bevestigd. Dergelijke epidermale systemen integreren in het huidoppervlak op een manier die niet waarneembaar is voor de gebruiker. Deze apparaten hebben een groot potentieel voor toepassingen in de gezondheidszorg en kunnen de drager aanvullende niet-gezondheidsgerelateerde mogelijkheden bieden.