Layar elastis ultra tipis yang pas di kulit dapat menampilkan bentuk pergerakan gelombang dari elektrokardiogram (EKG) – memantau denyut jantung dan sinyal kesehatan vital lainnya – yang direkam oleh sensor eletroda pada kulit tanpa mengganggu aliran udara di daerah tersebut. Dikombinasikan dengan modul komunikasi nirkabel, sistem sensor biomedis terpadu ini, yang disebut “elektronik kulit”, dapat mentransmisikan data biometrik menuju cloud.
Penelitian terbaru oleh kolaborasi industri-akademis Jepang, yang dipimpin oleh Profesor Takao Someya di Sekolah Pascasarjana Teknik Universitas Tokyo, dijadwalkan untuk sebuah briefing berita dan berbicara di Pertemuan Tahunan AAAS di Austin, Texas pada 17 Februari.
Berkat kemajuan teknologi semikonduktor, perangkat yang dapat dipakai sekarang dapat memantau kesehatan dengan mengukur tanda vital atau mengambil data elektrokardiogram, dan kemudian mentransmisikan data secara nirkabel ke smartphone. Pembacaan atau bentuk gelombang elektrokardiogram dapat ditampilkan di layar secara real time, atau dikirim menuju cloud atau perangkat memori tempat informasi disimpan.
Sistem elektronik kulit yang baru dikembangkan berjalan lebih jauh dengan meningkatkan akses informasi bagi orang-orang seperti orang tua atau lansia, yang cenderung mengalami kesulitan mengoperasikan dan memperoleh data dari perangkat dan antarmuka yang ada. Ini menjanjikan untuk meredakan tekanan pada sistem perawatan kesehatan di masyarakat lansia melalui pemantauan kesehatan dan perawatan diri non-invasif yang terus menerus di dalam rumah.
Sistem terpadu yang baru menggabungkan layar fleksibel, dapat berubah bentuk dengan sensor ringan yang terdiri dari elektroda nanomesh bernapas dan modul komunikasi nirkabel. Data medis yang diukur oleh sensor, seperti elektrokardiogram, dapat dikirim secara nirkabel ke smartphone untuk dilihat atau menuju cloud untuk penyimpanan. Dalam penelitian terbaru, layar menunjukkan bentuk gelombang elektrokardiogram yang bergerak yang tersimpan dalam memori.
Layar kulit, yang dikembangkan oleh sebuah kolaborasi antara para periset di Graduate School of Engineering dan Dai Nippon Printing (DNP) Universitas Tokyo, perusahaan percetakan terkemuka di Jepang, terdiri dari rangkaian LED mikro 16 dan 24 dan kabel pengatur yang dipasang pada lembar karet.
“Layar kulit kami menampilkan grafik sederhana dengan gerakan,” kata Someya. “Karena terbuat dari bahan tipis dan lembut, bisa jadi terdeformasi dengan bebas.”
Layar bisa dilipat sebanyak 45 persen dari panjang aslinya.
Layar ini jauh lebih tahan terhadap keausan peregangan dibanding layar yang dapat dipakai sebelumnya. Dibangun di atas struktur baru yang meminimalkan tekanan akibat peregangan pada persimpangan bahan keras, seperti LED mikro, dan bahan lembut, seperti kabel elastis – penyebab utama kerusakan pada model lainnya.
Ini adalah layar peregangan pertama yang dapat mencapai daya tahan dan stabilitas yang superior di udara, sehingga tidak ada satu piksel pun yang gagal dalam tampilan tipe matriks saat menempel dengan kencang ke kulit dan terus-menerus mengalami gerakan peregangan dan kontraksi tubuh.
Sensor kulit nanomesh bisa dipakai di kulit secara terus menerus selama seminggu tanpa menyebabkan peradangan. Meskipun sensor ini, yang dikembangkan pada penelitian sebelumnya, mampu mengukur suhu, tekanan dan myoelectricity (sifat listrik otot), namun berhasil merekam elektrokardiogram untuk pertama kalinya dalam penelitian terbaru.
Para periset menerapkan metode uji coba yang digunakan dalam produksi massal elektronik – khususnya, sablon perak dan pemasangan kabel mikro pada lembaran karet dengan sebuah chip mounter dan pasta solder yang biasa digunakan di papan cetak sirkuit manufaktur. Dengan menerapkan metode ini, kemungkinan akan mempercepat komersialisasi layar dan membantu mengurangi biaya produksi di masa depan.
DNP ingin menghadirkan layar kulit terpadu ke pasar dalam tiga tahun ke depan dengan meningkatkan keandalan perangkat yang dapat merenggang melalui optimalisasi strukturnya, meningkatkan proses produksi untuk integrasi yang tinggi, dan mengatasi tantangan teknis seperti cakupan area yang luas.
“Masyarakat lanjut usia saat ini membutuhkan sensor yang dapat dipakai pengguna untuk memantau vitalitas pasien agar mengurangi beban pada pasien dan anggota keluarga yang memberikan asuhan keperawatan,” kata Someya. “Sistem kami bisa menjadi salah satu solusi yang telah lama ditunggu untuk memenuhi kebutuhan ini, yang pada akhirnya akan meningkatkan kualitas hidup banyak orang.”
