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e-Skin : bientôt nous serons connectés à fleur de peau

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La technologie peut se révéler fâcheuse. Nos poches s’alourdissent de smartphones de plus en plus gros au point de devenir difficiles à extirper lorsque nous sommes pressés. Et jusqu’à présent, les tentatives de rendre nos appareils plus facilement accessibles avec des montres connectées ont échoué. Mais qu’arriverait-il si une partie de votre corps devenait votre ordinateur, grâce à un écran sur votre bras, voire un lien direct à votre cerveau ?

Un jour, la peau artificielle électronique (e-skin) pourrait rendre cela possible. Les chercheurs sont en train de mettre au point des circuits électroniques flexibles, faciles à courber, voire à étirer, et même susceptibles d’être appliqué directement sur l’épiderme. Tout en transformant votre peau en écran, le procédé peut aussi aider à restituer les sensations si vous avez souffert de brûlures ou d’atteintes au système nerveux.

La version la plus simple de cette technologie, c’est le tatouage électronique. En 2004, des chercheurs américains et japonais ont levé le voile sur un circuit de capteurs de pression. Construit de fines lamelles de silicium préalablement étirées, il pouvait être appliqué sur l’avant-bras. Mais des matériaux non organiques comme le silicium sont rigides alors que la peau est flexible et élastique. Les scientifiques sont donc à la recherche, pour cette e-skin, de circuits électroniques que l’on fabriquerait à partir de matériaux organiques (comme des plastiques spéciaux ou des formes de carbone comme le graphène, bon conducteur d’électricité). 

La e-skin classique est une matrice de divers composants électroniques – transistors flexibles, LED organiques, capteurs, cellules photovoltaïques (solaires) organiques – reliés les uns aux autres par des fils conducteurs étirables ou flexibles. Ces appareils sont souvent fabriqués à partir de très minces couches de matériaux vaporisés ou évaporés sur une base flexible, afin de former un circuit électronique étendu (jusqu’à des dizaines de cm2) et semblable à de la peau.

Durant ces dernières années, bien des efforts entrepris pour créer cette technologie ont été rendus possibles par la robotique et le désir de donner aux machines des capacités sensorielles analogues à celles des humains. Nous avons désormais des dispositifs de e-skin qui peuvent détecter des objets à l’approche, mesurer la température, et faire sentir une pression. Cela peut aider les robots à travailler plus sûrement en étant plus attentifs à leur environnement (et à toute personne humaine qui se trouverait là). Mais, intégrés dans une technologie portable, ces appareils pourraient rendre le même service aux humains en détectant, par exemple, des mouvements dangereux pendant la pratique du sport.

La technologie a aussi conduit à la création d’écrans flexibles tandis qu’au moins une société espère faire de la peau un écran tactile utilisant des capteurs et un « pico-projecteur » plutôt qu’un affichage visuel.

 

Mais allons-nous un jour intégrer cette technologie directement dans notre corps et est-ce que cela sera courant ? Pour l’instant, le problème, avec l’électronique organique, c’est qu’elle n’est pas très fiable et n’apporte qu’une performance électronique relativement médiocre. Tout comme la peau véritable, l’e-skin se ride, finalement. Voilà qui conduit à la dislocation des couches qui la composent et à la faillite de ses circuits. De plus, l’organisation des atomes dans les matériaux organiques est plus chaotique que dans les matériaux inorganiques utilisés dans l’électronique traditionnelle. Cela signifie que les électrons bougent mille fois plus lentement dans ces matériaux organiques. Résultat : les appareils conçus à partir de ces matériaux fonctionneront beaucoup plus lentement et seront moins performants pour gérer la chaleur que les circuits génèrent.

Bio-compatibilité

L’autre grande question est de savoir comment intégrer l’e-skin au corps humain pour qu’elle ne provoque pas de problèmes de santé et pour qu’elle puisse interagir avec le système nerveux. Les matériaux organiques sont faits à partir de carbone (comme notre corps). Donc, ils sont plus susceptibles d’être biocompatibles et de ne pas être rejetés par l’organisme. Mais les particules de carbone se débrouillent très bien pour passer dans les cellules de notre corps et cela pourrait conduire à une inflammation, entraînant une réponse immunitaire pouvant même, selon certaines théories non vérifiées, générer des tumeurs.

Cependant, les scientifiques ont d’ores et déjà connu un certain succès en reliant des appareils électroniques au système nerveux. Des chercheurs de l’université d’Osaka sont à la pointe d’une recherche qui vise à faire fonctionner un implant dans le cerveau. Élaboré à partir d’une matrice flexible de transistors organiques minces comme un film, cet implant serait activé, juste en y pensant. La difficulté est qu’une approche aussi invasive pourrait conduire à de futurs problèmes, surtout quand elle commencera à être testée sur les humains.

Dans les années à venir, nous pourrions bien voir apparaître des prototypes de e-skin sous forme de capteurs à porter sur soi, qui seraient capables de puiser leur énergie à partir des mouvements du corps. Ce qui va prendre davantage de temps, ce sont les circuits plus compliqués comme ceux que l’on trouve dans les smartphones. Et l’autre grande question à laquelle nous devons encore répondre se résume ainsi : combien de personnes voudront accepter sur elles des implants électroniques permanents ou semi-permanents ? Seriez-vous partant pour devenir vraiment un cyborg ?

Luca Santarelli, Chercheur UCL (University College London)

La version originale de cet article a été publiée sur The Conversation.

 

 

The Conversation