Корейские инженеры создали небольшой надеваемый 3D-принтер для печати гибкой электроники на коже. Он закрепляется на руке, спине или любой нужной части тела и печатает на ней проводящие электронные дорожки. Их можно использовать для отслеживания движений тела, прикосновений или других целей.

Разработчики планируют подробно рассказать о принтере на осенней конференции UIST 2020, а пока опубликовали видео с примерами его работы и кратким описанием.

В области носимой электроники есть концепция, согласно которой электронику нужно непосредственно объединять с телом: наклеивать датчики на кожу или, в отдаленной перспективе, имплантировать электроды. Также есть отдельные исследования, в которых простые электронные компоненты, к примеру, датчики растяжения или давления, предлагают печатать прямо на коже при помощи 3D-принтера. Это потенциально удобный метод, но поскольку печать занимает некоторое время, а человек за это время двигается, печать получается неточной. В 2018 году американские инженеры решили эту проблему технологично: они дополнили принтер камерами, которые отслеживают движения руки и компенсируют его, сдвигая печатающую головку.

Группа инженеров из Корейского института передовых технологий под руководством Андреа Бьянки (Andrea Bianchi) использовала в своей новой разработке иной, более простой подход. Они создали компактный принтер, который можно закреплять прямо над местом печати на теле, чтобы качество печати почти не зависело от движений человека.

Принтер имеет простую конструкцию. Он состоит из рамы, которая ставится на кожу и прижимается плотно к телу двумя ремнями, а над рамой находится механизм, который двигает печатающую головку в двух направлениях. Сама печатающая головка тоже простая: это шприц с проводящим гибким материалом, и линейный мотор сверху, который выдавливает вещество из шприца.

Перед печатью схему печатаемых дорожек можно поменять в программе. Также перед началом процесса принтер проводит калибровку, опуская головку до уровня кожи в разных местах, чтобы понять ее рельеф. Непосредственно перед началом печати на кожу необходимо намазать изолирующий прозрачный слой, после чего принтер за несколько минут нарисует на нем дорожки, которые затем можно соединить с электродами, ведущими к считывающей электронике. Кроме того, пока вещество печати еще не застыло, в него можно вставить небольшие жесткие компоненты, например, светодиод.

Разработчики показали несколько примеров устройств, которые можно напечатать на коже. Один из них — это датчик сгиба руки в нескольких местах, позволяющий в реальном времени отображать форму руки на компьютере. Еще один прототип позволяет управлять громкостью музыки, перемещая палец по ползунку громкости. Также авторы показали датчики осанки, прикосновения к руке и ходьбы.