ジョン・ロジャースの前腕には、25セント硬貨ほどの大きさのパッチが貼られている。まるで、小さな砂ドルのように見える子供のタトゥーを彷彿とさせる。しかし、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のエンジニアであるロジャースが実際に身につけているのは、「パスワードや医療IDなど、約100キロバイトのデータを無線で送受信・保存できる」電子機器だと彼は言う。
ロジャーズ氏と彼のチームは、人体から継続的にデータを収集・送信するように設計された、フレキシブルなウェアラブルエレクトロニクスの先駆者です。彼らは化粧品会社ロレアルUSAと提携し、研究者と消費者が人間の皮膚についてより深く理解できるよう支援しています。
ロレアルにとって、ウェアラブルセンサーは肌の健康と美しさを理解するための鍵となる。このデバイスは、肌自体の状態を変えることなく、血流の変化によって引き起こされる皮膚温度の微細な変化を測定できる。ロジャーズ氏によると、皮膚の血流が多いことは健康を意味するだけでなく、炎症の兆候でもあるため、患者は経時的に相対的な測定値を追跡することで、より長く健康な肌を保つことができる。
これらのデバイスは肌の水分量も測定できます。これは、浸透性ローションや軽い保湿剤の製造を専門とする企業にとって大きな目標です。「これらのデバイスは、研究者がローションの効能を検証するのに役立ち、肌の保湿方法を長期的に改善する能力を提供します」とロジャーズ氏は述べています。
ロレアルはロジャーズ研究室と提携関係を築いてきた。製品の所有権はイリノイ大学にあるものの、ロレアルのチームが肌の健康と外観に関する幅広い専門知識を提供している（大学とロレアルは開発したセンサーの共同特許を申請中）。しかしロジャーズによると、ロレアルはすでにこれらのデバイスを新製品の研究開発に使用している。次のステップは、美容ルーティンに科学的な要素を加えたいと考えている消費者に、この電子機器を直接届けることだ。「デバイスが非常に低価格なので、ロレアルが化粧品やローションと一緒に販売する可能性も想像できます」とロジャーズ。「消費者はデバイスを使用して肌の水分状態を判断し、望ましい水分状態を実現するためにどのタイプのローションをどれくらい塗るべきかを知ることができます。」
「フレキシブルエレクトロニクスにより、消費者はウェアラブルデバイスを体のどこにでも装着でき、何も感じなくなります」と、ロジャーズ氏が共同研究を行っているロレアルのテクノロジーインキュベーターの副社長、ギーヴ・バルーシュ氏は語る。回路は金などの金属導体の細い線で作られており、シリコンの「ナノリボン」に織り込まれ、埋め込まれている。薄く通気性のあるこのデバイスは、シャワー中でも数週間着用できるとロジャーズ氏は言う。また、デバイスが収集するすべてのデータは、十分近い場所にある限り、Bluetooth経由でコンピューターやスマートフォンに送信できる。
ロレアルは肌の測定と特性に最も関心を持っているため、フレキシブルエレクトロニクスは独自のデータ収集方法を提供します。硬質のエレクトロニクスは、肌に合わせて伸縮したり変形したりすることができないため、継続的な情報収集はできません。しかし、フレキシブルエレクトロニクスは肌と同じ機械的特性を持ち、肌に合わせて伸縮したりねじれたりすることで、継続的な接触とモニタリングを可能にします。
しかし、一般の人々にデバイスを購入してもらったり、体の目立つ場所に装着してもらうには、デバイスが魅力的である必要もあるとバルーチ氏は言う。ロジャーズ氏は、回路の上にデザインを施して一時的なタトゥーのように見せる実験を行った。消費者はこれを体のさまざまな部分に装着して、環境中の汚染物質や太陽の紫外線への曝露をモニタリングし、そのデータを経時的に収集して、肌に良い習慣を身につけるよう指導することができる。ただし、これらのデバイスは顔に装着するには目立ちすぎるため、消費者は自宅で通常の美容ルーティン中に顔の皮膚の状態を素早く測定し、外出前に外すこともできる。ロレアルはこれらのデバイスの販売開始時期については明言していないが、早ければ来年になるかもしれない。
非常に多くの正確な測定を継続的に行えるデバイスを、ロジャーズ氏は当然ながら化粧品の域を超え、医療現場にも応用したいと考えています。「これらのデバイスを使えば、バイタルサインの測定を継続的に行うことができるはずです。手首にパッチを貼るだけで、血圧、血中酸素濃度、心拍数、呼吸数、心エコー図の特徴、さらには脳波まで、あらゆる情報を測定できるのです」とロジャーズ氏は言います。「病院にある大型の臨床機器をすべて、皮膚のようなパッチに折り畳むことも可能です」と彼は言います。そうすれば、医師は患者が退院した後も継続的にモニタリングできるようになります。これらのイノベーションは、スキンケアへの応用と同時に起こっていると彼は言います。
センサーがワイヤーを使用しないという事実は、病院環境においても大きなメリットとなる可能性がある。医師は、ワイヤーによる重量や引っ張りを感じることなく、高齢者や未熟児の繊細な部位のバイタルサインをモニタリングできるのだ。「未熟児は多くのモニタリングが必要ですが、皮膚は薄く、筋肉も発達していません。現在NICUで使用されているテープとワイヤーは、非常に恐ろしいものです」とロジャーズ氏は語る。「私たちは、こうしたハードウェアをすべて取り除き、体の様々な部位にパッチを貼ることで、長距離データ伝送を必要としないICU環境で継続的なデータ提供を実現したいと考えています。」ロジャーズ氏は、この夏、小児病院でこのデバイスの試験を開始したいと考えている。
ロジャーズ氏は、これまでの研究の大半は臨床現場に向けられているものの、フレキシブルエレクトロニクスは人間と機械を繋ぐ新たな手段としても活用できると予測している。彼のチームは、このようなデバイスを用いることで、ユーザーがジェスチャーでビデオゲームやドローンを操作できることを実証した。また、ファッションにも応用できる可能性がある。「感情を伝える手段として、あるいは無線通信リンクを備えたインジケーターとして、何らかの反応で点灯するLEDをデバイスに埋め込むことも可能です」とロジャーズ氏は語る。これらのプロジェクトは現在開発中ではないが、このようなデバイスの販売を開始したい企業であれば、おそらく数年以内に販売を開始するだろうと彼は付け加えた。
さらに将来的には、これらのデバイスは、機械が脳と相互作用するための新しい非侵襲的な方法となる可能性があります。神経科学者は、脳波計（EEG）に用いられるワイヤーで覆われたキャップを、放射線や切開を一切行わずに脳の深部を観察できる超小型高密度電子機器に置き換えることができるでしょう。そうすれば、これらのデバイスは脳波の測定にとどまらず、脳波を操作することも可能になります。「問題は、額に100万個のトランジスタを設置できたらどうなるかということです。そこから興味深いことが生まれる可能性は確かにありますが、まだ誰も真剣に検討していません。なぜなら、単に実現不可能だからです」とロジャーズ氏は言います。
