Учёные из Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin) разработали недорогую персонализированную электронную татуировку для лица, которая отслеживает активность мозга и предупреждает о переутомлении. Устройство может не только зафиксировать перегрузку, но и спрогнозировать её заранее, и может применяться у людей, чья профессия требует высокой концентрации, например, у диспетчеров, врачей, пилотов, водителей, военных и спасателей.

Источник изображений: Device/Huh et al. (2025), newatlas.com

Татуировка-сенсор представляет собой гибкий и тонкий беспроводной электрод, который временно наносится на лицо. Устройство считывает сигналы мозга (ЭЭГ) и движения глаз (ЭОГ), анализируя уровень умственной нагрузки. В отличие от традиционных ЭЭГ-устройств с разными массивными шапочками и проводами, электронную татуировку адаптируют под индивидуальные особенности лица, обеспечивая тем самым точные измерения. Как пишет New Atlas, технология может кардинально изменить подход к охране труда и профилактике «выгораний».

В ходе испытаний шесть участников выполняли сложный когнитивный тест (dual N-back), требующий запоминания последовательностей, а датчики анализировали мозговые волны людей: дельта-, тета-, альфа-, бета- и гамма-ритмы. Оказалось, что при увеличении умственной нагрузки растёт активность дельта- и тета-волн, что говорит о некотором напряжении, а снижение альфа-, бета- и гамма-ритмов уже указывает на усталость. Далее, благодаря алгоритмам машинного обучения, система смогла не только зафиксировать текущее состояние, но и предсказала, когда мозг достигнет нежелательного предела.

Интересно, что устройство намного дешевле традиционных ЭЭГ-аппаратов, которые стоят десятки тысяч долларов. Одна такая татуировка обойдётся менее чем в $20, а комплект с чипами и аккумулятором около $200. «Низкая стоимость делает технологию доступной, — отмечает соавтор исследования Луис Сентис (Luis Sentis). — И я мечтаю, чтобы такие датчики можно было использовать дома».

Учёные также работают над тем, чтобы адаптировать электронный татуаж не только для лица, но и для головы, так как это позволит, по мнению авторов разработки, улучшить точность мониторинга. В будущем технология может изменить подход к охране труда, ведь сейчас ментальное состояние сотрудников важных отраслей почти не отслеживается. Исследование опубликовано в научном журнале Device.

Турецкие учёные создали нанотатуировку, которую можно подключить к расположенным поблизости электронными устройствами. При этом татуировке не требуется внешнее питание. Разработка принадлежит Кристену Белкастро (Kristen D. Belcastro), преподавателю Университета Едитепе (Турция, Стамбул) и Онуру Эргену (Onur Ergen), заместителю главы отдела исследований и разработок на факультете электроники и связи в Стамбульском техническом университете.

Источник изображений: spectrum.ieee.org

Изобретение поможет в дальнейшем развитии технологии биосенсоров, поскольку оно не предполагает громоздких элементов вроде традиционных модулей связи и аккумуляторов. Татуировка формируется двумя иглами, независимо подающими на кожу чернила на основе графенового аэрогеля в качестве основы и чернила на основе оксида цинка с нанопроволокой в верхнем слое.

Работа беспроводной связи обеспечивается за счёт пьезоэлектрического эффекта — в татуировке создаётся заряд при деформациях. Приёмником выступает смартфон с широкополосным модемом в качестве вспомогательного устройства. На демонстрации изобретения электронная татуировка использовалась для записи движения, но авторы проекта уверены, что ему найдётся множество других вариантов применения.

«Когда нанесённая метка получает радиочастотные сигналы, она отражает некоторые из них и устанавливает исходящую связь со считывающим компонентом смартфона, тогда как смартфон устанавливает входящую связь с меткой. По этим каналам связи смартфон может постоянно контролировать нанотатуировку и обрабатывать информацию с помощью алгоритмов искусственного интеллекта», — пояснили учёные принцип работы компонента. Такой способ связи, называемый обратным рассеянием, напоминает RFID, но имеет перед ним преимущества, поскольку не ограничивается заданным диапазоном частот: при помощи широкополосного модема авторы исследования произвели подключение на частотах 900 МГц и 2,45 ГГц.

В существующей версии питание элемента осуществляется за счёт пьезоэффекта, предполагающего механическое воздействие на нанотатуировку, например, сгибание части тела, на которую она нанесена. Но изобретатели считают, что в перспективе можно будет использовать и альтернативные подходы. И тогда подобные компоненты смогут применяться, например, в роли беспроводных датчиков для электроэнцефалографии.