I ricercatori guidati da Piero Cosseddu al Diee (Dipartimento ingegneria elettrica elettronica di UniCa), con il team di Annalisa Bonfiglio (già pro rettore Innovazione-ateneo Cagliari e ora presidente Crs4), basandosi su tecnologie innovative per la realizzazione di elettronica su plastica, nota come “Elettronica organica”, hanno sviluppato una famiglia di sensori flessibili e ultra-sensibili capaci di rilevare parametri di interesse biomedico.
“Tra i vari campi applicativi esplorati, uno di quelli più affascinanti studiato nei nostri laboratori è quello dei sensori tattili. Stiamo cercando di riprodurre con i nostri dispositivi il comportamento della pelle, obiettivo difficile considerando la straordinaria complessità del più esteso organo del corpo umano. Replicare la nostra pelle e crearne una artificiale – spiega il professor Cosseddu – è un processo che considera varie problematiche. Ci sono vincoli di tipo funzionale, poiché è necessario realizzare dei sensori in grado di rispondere a differenti stimoli, specie meccanici e termici. Una pelle artificiale deve essere in grado di replicare le proprietà meccaniche della pelle umana, e pertanto dovrebbe essere realizzata con materiali flessibili e possibilmente soffici.L’elettronica organica sta conseguendo un enorme successo in questo settore applicativo, proprio perché consente la fabbricazione, con tecnologie a basso costo (la stampa a getto d’inchiostro) di matrici di dispositivi e/o sensori su vaste aree e su substrati flessibili.”
“Abbiamo fatto un passo in avanti verso la realizzazione di un prototipo di pelle artificiale mettendo a punto – rimarca Fabrizio Viola – un sensore tattile bimodale che rileva simultaneamente variazioni di temperatura e pressione, realizzato per la prima volta su substrati plastici con spessore inferiore a un micrometro (circa cento volte inferiore al diametro medio di un capello umano). In questo modo, è possibile trasferire tali prototipi di pelle artificiale su qualsiasi superficie come veri e propri tatuaggi”. Andrea Spanu, in prima fila nell’ottimizzazione dei sensori, spiega: “I tatuaggi sensorizzati potrebbero essere integrati su protesi artificiali al fine di conferire alle stesse una sensibilità simile a quella di un arto reale, o, in prospettiva, trasferiti sulla pelle per la rilevazione, oltre che di pressione e temperatura, di importanti parametri biomedici quali per esempio il livello di stress o l’attività elettrica muscolare e cardiaca. Ancora, con questo approccio si potrebbero rivestire i robot del futuro permettendo loro di interagire autonomamente con l’ambiente, gli oggetti circostanti e, perché no, gli esseri umani”. Piero Cosseddu dichiara: “Il lavoro dimostra come sia possibile realizzare, utilizzando dei transistor su plastica ultra flessibili e ad alte prestazioni, dei veri e propri tatuaggi sensorizzati multimodali che siano capaci di replicare le funzioni della pelle umana. L’introduzione di questi innovativi sensori tattili potrebbe dunque avere importanti ricadute in settori applicativi differenti e in continua evoluzione quali la robotica, la protesica, e la riabilitazione”.
Allo studio, con Piero Cosseddu, supervisore del lavoro, e Fabrizio Viola, primo autore dell’articolo (attualmente ricercatore all’Istituto italiano tecnologia, IIT, Milano), hanno partecipato anche gli specialisti Andrea Spanu (ora alla Fondazione Bruno Kessler, FBK, a Trento), Pier Carlo Ricci, afferente al Dipartimento di fisica dell’Università di Cagliari, e Annalisa Bonfiglio.
La ricerca degli studiosi dell’Università di Cagliari è stata pubblicata su Scientific Reports/Nature.