Non è il primo dei cinque (o sei) a cui si pensa, ma il senso del tatto gioca un ruolo fondamentale sia nella vita, sia nelle esperienze “live” che ci vengono proposte. Rende tutto più reale, suscita emozioni e raccoglie informazioni, completa e supporta una visione olistica di fenomeni e oggetti spesso essenziale per prendere decisioni critiche.
L’importanza del senso del tatto è emersa con lo sviluppo di tecnologie di realtà virtuale e aumentata ed è sempre più al centro di una innovazione tecnologica voluta e giocata a livello globale. Ne nasce un panorama di scoperte, passi avanti e tentativi più o meno vincenti, a cui l’Italia contribuisce in modo sostanziale. A confermarlo, il recente esordio di uno speciale tatuaggio elettro-termo-pneumatico applicabile facilmente sulla pelle e capace di riprodurre sensazioni tattili.
Lo hanno realizzato due ricercatori di IIT all’interno del Center for Materials Interfaces dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), a Pontedera: Arianna Mazzotta e Virgilio Mattoli. Descritto in un articolo sulla rivista Advanced Electronic Materials, questo dispositivo ultrasottile indossabile si è rivelato unico nel suo genere, aprendo le porte a numerose applicazioni concrete ma anche a nuove linee di ricerca.
Un volume che si deforma e “tocca” la pelle
Per immaginare come è fatto questo tatuaggio elettronico temporaneo basta pensare a uno di quelli che si utilizzano da bambini “per fare i grandi”. Facilmente applicabile e impercettibile, aderisce perfettamente alla pelle, ma non crea le classiche figure variopinte e divertenti. È però in grado di generare una forza molto localizzata che provoca la sensazione di “tocco” sulla pelle.
Questo dispositivo si basa su un processo di attuazione elettro-termo-pneumatica, che inizia con il riscaldamento elettrico veloce e molto localizzato per effetto Joule (dissipazione di una parte dell’energia elettrica in altre forme di energia, prevalentemente sotto forma di calore) di un piccolo volume d’aria racchiuso tra due pellicole molto sottili di propylene C che ne garantisce la biocompatibilità.
Essendo costituito da un elettrodo d’argento stampato su carta per tatuaggi, per trasferire questo dispositivo sulla pelle basta semplicemente bagnarla con dell’acqua e applicarlo. Meglio se sui polpastrelli, dove i meccanorecettori sono molto densi. Per poi attivarlo, dat la bassissima capacità termica del film conduttivo ultrasottile utilizzato, serve una bassa potenza (145 mW di picco) e in un breve intervallo di tempo (dell’ordine di 100 ms).
Quando fare ricerca significa osare cambiare strada
Primo tatuaggio elettronico attivo, quindi non solo “raccoglitore” di segnali fisiologici, quello realizzato da IIT è un dispositivo che presenta anche altre unicità destinate a cambiare la percezione del tatto di molti.
“Altri tatuaggi simili non sono così sottili, perché utilizzano camere d’aria pressurizzate che necessitano di elementi come tubi e fili che non permettono compattezza e comodità di applicazione” spiega infatti Mazzotta che ha fatto del tatuaggio anche l’oggetto del suo dottorato. “Il nostro, inoltre, ha la particolarità di poter funzionare a basso voltaggio. Ciò significa poter pensare di collegarlo a un braccialetto per caricarlo, mantenendo le caratteristiche wearable che in altre situazioni verrebbero a mancare”. Un vantaggio legato alla sfida tecnologica più complessa, nascosta dietro a questo successo. Quella di saper cambiare idea, saper osare, saper puntare su un principio su cui nessuno aveva ancora puntato, pur consci della grande incognita che si avrebbe poi dovuto gestire quotidianamente, in ogni passo compiuto su una via non battuta.
“Gli altri dispositivi solitamente utilizzano correnti elettriche per stimolare la sensazione di tatto. Anche noi, inizialmente, pensavamo di usare il tatuaggio come elettrodo, sfruttano poi un incremento di temperatura molto rapido e localizzato per provare a far attivare i recettori tattili. Quando ci siamo accorti che i nostri dispositivi si muovevano laddove si scaldavano – racconta Mazzotta – abbiamo indagato sul volume di aria presente, arrivando poi all’attuazione. Quindi abbiamo cambiato completamente strategia e prospettive in corso, con l’obiettivo di non superare i 5 micron di spessore”.
Verso display tattili per non vedenti e molto altro
Ricco e vorace di innovazione e di tecnologie all’avanguardia, il mondo dei videogame guarda con grande interesse a questo tatuaggio. Rivoluzionerebbe l’esperienza immersiva offerta ai giocatori, ma potrebbe cambiare la vita anche di persone con arti amputati, restituendo loro un feedback sensoriale, oppure di persone non vedenti o ipovedenti, arrivando a riprodurre caratteri Braille o pattern dinamici per la “navigazione”. Non ultimi, anche i medici che utilizzano (o utilizzeranno) robot teleoperati per operazioni di chirurgia potrebbero finalmente percepire anche sensazioni tattili, senza doversi accontentare sempre e solo dell’attuale ritorno visivo.
Più passa il tempo e IIT racconta il suo dispositivo, più suscita entusiasmi e idee per nuovi potenziali utilizzi, ma non per questo si fermano i lavori. “Vogliamo miniaturizzare il punto tattile su cui abbiamo lavorato finora per sfruttare le stesse dimensioni di tatto e inserirvi più punti, in modo da ottenere un display tattile. racconta Mazzotta. “Più punti, attivabili anche singolarmente, permettono di riprodurre pattern con più caratteri dell’alfabeto, anche di quello Braille”.
Il dispositivo dovrà essere anche più robusto e più facilmente riproducibile, ma restando sempre accessibile a livello di prezzo. È imprescindibile tale condizione: lo hanno avuto chiaro da subito i ricercatori che vi hanno lavorato. “È a basso costo by design, lo abbiamo fin dall’inizio pensato per essere fabbricato con tecniche di prototipazione rapida, come la stampa a getto d’inchiostro, e materiali disponibili in commercio, come la carta transfer per tatuaggi”. Questo consente infatti di produrre il dispositivo in modo rapido, in serie, e di trasferirlo facilmente sul substrato di destinazione. E di lasciare che chi lo può utilizzare per migliorare la propria qualità di vita possa procurarselo senza particolari investimenti.
