Οι εύκαμπτες φορετές συσκευές, οι υπέρηχοι και τα ηλεκτρόδια μεταφράζουν την αναπνοή και την κίνηση σε αισθητά ερεθίσματα, συνδυάζοντας τη βιοηλεκτρονική, την τέχνη και το design.

Μια αναπνοή γίνεται ένα κατευθυντικό ακουστικό σήμα, ταξιδεύει στο διάστημα, φτάνει σε ένα άλλο άτομο και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό ερέθισμα αντιληπτό στο δέρμα. Αυτή είναι η αρχή γύρω από την οποία βασίζεται. Σωματικά Κυκλώματα, διαδραστική εγκατάσταση που αναπτύχθηκε από Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM μαζί με τον καλλιτέχνη των μέσων ενημέρωσης Μάρλοτ Μέγιερ και στον επιμελητή Πιερ Βόλτερ από την γκαλερί Art Claims Impulse. Το έργο μεταφέρει τεχνολογίες που έχουν αναπτυχθεί για τη βιοηλεκτρονική από το εργαστήριο και τις μετατρέπει σε εργαλεία για την επικοινωνία με το σώμα.

Η πρώτη δημόσια παρουσίαση των πρωτοτύπων πραγματοποιήθηκε το Μόναχο τον Ιούλιο του 2026, στο πλαίσιο του Festival der Zukunft. Το κοινό δεν παρατήρησε απλώς ένα έργο: έγινε μέρος του κυκλώματος. Μεγάλες, φορετές φουσκωτές κατασκευές αντιπροσώπευαν μεμονωμένους νευρώνες και συνέδεαν πολλαπλούς συμμετέχοντες μέσω αναπνοή, κίνηση, ήχος, υπέρηχος, ηλεκτρική διέγερση και αφήΟ στόχος ήταν να γίνουν αντιληπτές ορισμένες αρχές μετάδοσης βιολογικών σημάτων χωρίς να καταφύγουμε σε μια επεμβατική διεπαφή.

Πίσω από το καλλιτεχνικό στοιχείο υπάρχει ένα ερώτημα που αφορά άμεσα την έρευνα και ανάπτυξη Νευροτεχνολογία: Πώς μπορούμε να κατασκευάσουμε διεπαφές ικανές να επικοινωνούν με το νευρικό σύστημα χρησιμοποιώντας συσκευές αρκετά ευέλικτες ώστε να προσαρμόζονται στο σώμα και τους βιολογικούς ιστούς; Έρευνα Fraunhofer IZM για βιοηλεκτρονικές τεχνολογίες Αυτό το πρόβλημα εμφανίζεται συνήθως στον ιατρικό τομέα. Το Somatic Circuits αλλάζει προσωρινά το πλαίσιο εφαρμογής του και χρησιμοποιεί την καλλιτεχνική εγκατάσταση ως περιβάλλον στο οποίο μπορεί να γίνει ορατή, ακουστική και, πάνω απ' όλα, φυσικά αντιληπτή μια διαδικασία που διαφορετικά θα ήταν δύσκολο να παρατηρηθεί.

Η αναπνοή μετατρέπεται σε υπερήχους και ηλεκτρικά ερεθίσματα

Η λειτουργία του έργου ξεκινά από μια στοιχειώδη φυσιολογική παράμετρο: ρυθμός και βάθος αναπνοήςΤα σήματα που σχετίζονται με την αναπνοή ενός συμμετέχοντα μετατρέπονται σε κατευθυντικό ήχο, στην περιοχή των υπερήχων, και μεταδίδονται σε ένα άλλο άτομο. Ένα μικρόφωνο λαμβάνει το σήμα και το σύστημα στη συνέχεια το μεταφράζει σε ηλεκτρικές παρορμήσειςΤα εύκαμπτα ηλεκτρόδια που εφαρμόζονται στα χέρια επιτρέπουν στον λήπτη να αισθανθεί φυσικά την διέγερση.

Η κατευθυντικότητα αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της εμπειρίας. Η σύνδεση δεν συμβαίνει αδιακρίτως μεταξύ όλων των παρόντων: για να συμβεί αλληλεπίδραση, η ακουστική δέσμη που παράγεται από το ένα άτομο πρέπει να φτάσει στο σώμα του άλλου. Η γεωμετρία του χώρου, η σχετική θέση και οι κινήσεις των συμμετεχόντων γίνονται επομένως συστατικά του κυκλώματος. Υπό ορισμένες συνθήκες, ένα άτομο μπορεί να φτάσει αντιλαμβάνομαι τον ρυθμό αναπνοής κάποιου άλλου στο σώμα μου.

Το αποτέλεσμα είναι ένα δίκτυο στο οποίο η μεταφορά πληροφοριών δεν περιορίζεται σε μια οθόνη ή ένα ψηφιακό σήμα. Κατανέμεται σε διαφορετικά αισθητηριακά κανάλια. Τα αρχικά φυσιολογικά δεδομένα αλλάζουν αρκετές φορές: από την αναπνοή περνάνε σε μια ακουστική αναπαράσταση, στη συνέχεια σε ένα λαμβανόμενο σήμα και τέλος σε ένα απτική και ηλεκτρική διέγερσηΑυτή η συνένωση αποτελεί τον τεχνικό πυρήνα της εγκατάστασης.

Στο κέντρο του χώρου υπάρχει επίσης ένα γλυπτό γεμάτο με νερό που αντιπροσωπεύει το κεντρικός νευρώναςΤα ηχητικά σήματα από τους συμμετέχοντες ελέγχουν ένα υπογούφερ, του οποίου οι δονήσεις παράγουν στάσιμα κύματα στην επιφάνεια του νερού. Η συλλογική δραστηριότητα του δικτύου αποκτά έτσι και μια ορατή εκδήλωση: αυτό που προέρχεται από τα σώματα ως φυσιολογικό σήμα καταλήγει να τροποποιεί φυσικά μια παρατηρήσιμη επιφάνεια.

Η αναλογία με ένα νευρικό σύστημα δεν πρέπει να ερμηνεύεται ως κυριολεκτική βιολογική αναπαραγωγή. Στους ανθρώπινους νευρώνες, οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσω πολύ πιο σύνθετων ηλεκτροχημικών φαινομένων, συμπεριλαμβανομένων δυναμικά δράσης και νευροδιαβιβαστέςΤα Σωματικά Κυκλώματα χρησιμοποιούν την πολυτροπικότητα ως αρχή σχεδιασμού: ο ηλεκτρισμός, η ακουστική, οι υπέρηχοι, η κίνηση και η αντίληψη του σώματος συνδυάζονται για να κατασκευάσουν μια βιωματική αναπαράσταση της νευρωνικής επικοινωνίας.

Από εμφυτεύσιμες νευρωνικές διεπαφές σε φορετές συσκευές που βασίζονται στο δέρμα

Το πιο ενδιαφέρον βήμα προς τα εμπρός στην έρευνα αφορά την προσαρμογή τεχνολογιών που δημιουργήθηκαν για πολύ διαφορετικούς σκοπούς. Η ομάδα Fraunhofer IZM αφιερωμένη στην Τεχνολογίες για τη Βιοηλεκτρονική λειτουργεί σε ευέλικτες νευρωνικές διεπαφές σχεδιασμένες να αλληλεπιδρούν με το νευρικό σύστημα. Μία από τις γραμμές αφορά το λεγόμενο Ηλεκτροδίων περιχειρίδας ή ηλεκτρόδια περιχειρίδας, ηλεκτρόδια σχεδιασμένα να τυλίγονται γύρω από ένα νεύρο και να επιτρέπουν τη μετάδοση ή την ανίχνευση ηλεκτρικών σημάτων.

Για συσκευές αυτού του είδους, η μηχανική των υλικών είναι κρίσιμη. Μια διεπαφή που προορίζεται να έρθει σε επαφή με βιολογικές δομές δεν μπορεί να αξιολογηθεί αποκλειστικά με βάση τις ηλεκτρικές της ιδιότητες. Πρέπει να προσαρμόζεται στη γεωμετρία του ιστού και να μειώνει τις επιπτώσεις που παράγονται από τη διαφορά στην ακαμψία μεταξύ των ηλεκτρονικών και του οργανισμού. Σε αυτόν τον τομέα, η Fraunhofer IZM χρησιμοποιεί εύκαμπτα βιοσυμβατά πολυμερή, συμπεριλαμβανομένης της πολυουρεθάνης, για να επιτευχθούν πιο συμβατές δομές.

Η εφαρμογή της βιοηλεκτρονικής στο νευρικό σύστημα δεν αποτελεί απλώς μια πειραματική προοπτική. Η αρχή της μετατροπής πληροφοριών από το περιβάλλον σε ηλεκτρικά σήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το νευρικό σύστημα αποτελεί ήδη τη βάση, για παράδειγμα, της κοχλιακά εμφυτεύματαΣε αυτές τις συσκευές, ο ήχος υποβάλλεται σε επεξεργασία και μετατρέπεται σε ηλεκτρική διέγερση για την αντιστάθμιση ορισμένων ακοών. Ωστόσο, τα Σωματικά Κυκλώματα δεν είναι ιατρική συσκευή και δεν πρέπει να συγχέονται με αυτές τις κλινικές εφαρμογές: χρησιμοποιούν έννοιες και εργαλεία από την έρευνα της βιοηλεκτρονικής για να δημιουργήσουν μια εξωτερική, μη επεμβατική αλληλεπίδραση.

Ακριβώς αυτή η μεταφορά είναι που διακρίνει το πείραμα. Για την εγκατάσταση, τα στοιχεία και οι αρχές που αναπτύχθηκαν στον τομέα των νευρωνικών διεπαφών προσαρμόστηκαν ώστε να λειτουργούν. στην επιφάνεια του δέρματοςΗ μετάβαση από τις εμφυτεύσιμες στις φορετές διεπαφές αλλάζει ριζικά τις απαιτήσεις, τους σκοπούς και τις συνθήκες λειτουργίας, αλλά επιτρέπει στο κοινό να βιώσει άμεσα μια αρχή που στο εργαστήριο συνδέεται με συσκευές που προορίζονται για ιατρική έρευνα.

Ένα δεύτερο σκέλος αφορά την υπερηχογράφημα για νευροδιαμόρφωσηΗ ομάδα Fraunhofer μελετά επίσης τη δυνατότητα χρήσης ακουστικών κυμάτων υψηλής συχνότητας για την ειδική επίδραση στη νευρική δραστηριότητα. Στο έργο, οι υπέρηχοι αναλαμβάνουν μια διαφορετική λειτουργία: γίνονται το κανάλι μέσω του οποίου οι συμμετέχοντες δημιουργούν μια αμοιβαία σύνδεση. Η εγκατάσταση συνδυάζει έτσι τεχνικές από διαφορετικά ερευνητικά πεδία στον ίδιο χώρο χωρίς να ισχυρίζεται ότι αναπαράγει άμεσα τις θεραπευτικές τους χρήσεις.

Η συνδημιουργία ενώνει εργαστήριο, ατελιέ και design

Το Somatic Circuits γεννήθηκε μέσα από μια συνεργασία ερευνητών από βιοηλεκτρονική, φορητές συσκευές υπερήχων και βιώσιμος σχεδιασμός, την καλλιτεχνική πρακτική της Marlot Meyer και το επιμελητικό έργο του Pierre Wolter. Η φάση ανάπτυξης περιελάμβανε εργαστήρια, αμοιβαίες επισκέψεις μεταξύ εργαστηρίων και ατελιέ και κοινά πειράματα. Μία από τις καταγεγραμμένες συναντήσεις πραγματοποιήθηκε στο στούντιο της Meyer το η Χάγη, στην Ολλανδία.

Συνεπώς, η συνεργασία δεν αφορά την εφαρμογή μιας καλλιτεχνικής πινελιάς σε μια ολοκληρωμένη τεχνολογία. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των επιστημονικών κλάδων αποτελεί μέρος της ίδιας της διαδικασίας σχεδιασμού: οι ηλεκτρονικές απαιτήσεις, η συμπεριφορά των υλικών, η αισθητηριακή εμπειρία, η μορφή του αντικειμένου και η ανθρώπινη κίνηση στο χώρο πρέπει να λειτουργούν ταυτόχρονα. Η φουσκωτή δομή που αντιπροσωπεύει έναν νευρώνα είναι επίσης ένα αντικείμενο που πρέπει να κρατιέται και να φοριέται. Το ακουστικό σύστημα πρέπει να είναι αρκετά κατευθυντικό ώστε να δίνει νόημα στη θέση των σωμάτων. Η διέγερση πρέπει να μεταφράζει ένα αφηρημένο σήμα σε μια κατανοητή αίσθηση.

«Η σύνδεση μεταξύ τέχνης και επιστήμης συχνά χαρακτηρίζεται από διαφορετικές μεθόδους εργασίας, πράγμα που σημαίνει ότι μια αρμονική αμοιβαία κατανόηση δεν προκύπτει πάντα αυτόματα. Αυτός ακριβώς είναι ο λόγος για τον οποίο είναι ακόμη πιο πολύτιμη όταν και οι δύο τομείς συνεργάζονται ως εταίροι για να εξερευνήσουν νέους δρόμους.»

εξήγησε Μάρλοτ Μέγιερ

Η συνδημιουργία αντικατοπτρίζει επίσης το θέμα του έργου. Το Somatic Circuits μιλάει για επικοινωνία και αλληλεξάρτηση Κατασκευάζοντας ένα αντικείμενο που μπορεί να λειτουργήσει πλήρως μόνο μέσω πολλαπλών ατόμων. Κάθε συμμετέχων παράγει πληροφορίες, αλλά η εμπειρία προκύπτει από τις σχέσεις μεταξύ των κόμβων. Η αναπνοή, η κίνηση και ο προσανατολισμός σε σχέση με τους άλλους αλλοιώνουν αυτό που οι άλλοι μπορούν να λάβουν και να αντιληφθούν.

Αυτή η προσέγγιση αντιμετωπίζει επίσης ένα επαναλαμβανόμενο πρόβλημα στην επικοινωνία της έρευνας: πολλές βιοϊατρικές τεχνολογίες γίνονται κατανοητές στο κοινό μόνο μέσω εικόνων, διαγραμμάτων ή λεκτικών εξηγήσεων. Μια ευέλικτη νευρωνική διεπαφή, η κατευθυντική διάδοση υπερήχων ή η μετατροπή ενός φυσιολογικού σήματος σε ηλεκτρικό ερέθισμα παραμένουν σχετικά αφηρημένες έννοιες μέχρι να παράγουν ένα άμεσα παρατηρήσιμο αποτέλεσμα.

Η τέχνη γίνεται πεδίο δοκιμών για την επιστημονική επικοινωνία

Η πρώτη έκθεση των πρωτοτύπων βρήκε χώρο στο Φεστιβάλ του Zukunft 2026 στο Μόναχο, μια εκδήλωση αφιερωμένη στην τεχνητή νοημοσύνη, τη ρομποτική, την ιατρική, την κινητικότητα, τις νεοσύστατες επιχειρήσεις και τις μορφές διασταύρωσης μεταξύ επιστήμης και τεχνών. Το πρόγραμμα περιελάμβανε έναν συγκεκριμένο χώρο Επιστήμης & Τεχνών όπου το κοινό μπορούσε να αλληλεπιδράσει με εγκαταστάσεις και πρωτότυπα. Μια ξενάγηση στο φεστιβάλ περιέγραφε με σαφήνεια την εμπειρία του επισκέπτη, η οποία, μέσω της φουσκωτοί νευρώνες, έγινε μέρος ενός ζωντανού δικτύου.

Η επιλογή μιας δημόσιας εκδήλωσης αλλάζει επίσης τη σχέση μεταξύ πρωτοτύπου και χρήστη. Σε εργαστηριακές δοκιμές, η απόδοση παρατηρείται συνήθως μέσω καθορισμένων παραμέτρων και ελεγχόμενων συνθηκών. Μια διαδραστική εγκατάσταση, ωστόσο, περιλαμβάνει άτομα που δεν είναι απαραίτητα εξοικειωμένα με την τεχνολογία, απρόβλεπτες κινήσεις, υποκειμενικές ερμηνείες και διαφορετικούς τρόπους αλληλεπίδρασης. Δεν πρόκειται για κλινική ή μηχανική επικύρωση, αλλά για ένα χρήσιμο πλαίσιο για κατανόηση. πώς γίνεται αντιληπτή μια τεχνολογία όταν εγκαταλείπει το εξειδικευμένο περιβάλλον.

Για τη βιοηλεκτρονική, αυτή η πτυχή δεν είναι περιθωριακή. Οι διεπαφές μεταξύ των ηλεκτρονικών και του σώματος εγείρουν ερωτήματα που αφορούν όχι μόνο την απόδοση, τη βιοσυμβατότητα και τη σμίκρυνση, αλλά και την αποδοχή, την αντίληψη της φυσικής επαφής με τις συσκευές και την κατανόηση του τι συμβαίνει όταν μια μηχανή λαμβάνει ή επιστρέφει ένα σωματικό σήμα. Μια καλλιτεχνική έκθεση δεν μπορεί να απαντήσει σε κλινικά ή κανονιστικά ερωτήματα, αλλά μπορεί να κάνει ορισμένους από τους μηχανισμούς τους λιγότερο αδιαφανείς.

Το έργο, που υποστηρίζεται από το δίκτυο Fraunhofer Wissenschaft, Kunst und Design, επομένως, χρησιμοποιεί την τέχνη ως μέσο διαμεσολάβησης και όχι ως απλή βιτρίνα. Το κοινό βιώνει μια σκόπιμα αφηρημένη εκδοχή νευρωνικής επικοινωνίας, ενώ οι ερευνητές και οι σχεδιαστές πρέπει να μετατρέψουν εξειδικευμένα εργαλεία σε ισχυρή και κατανοητή αλληλεπίδραση εκτός εργαστηρίου.

Το όριο του πειράματος συμπίπτει με τη συνάρτησή του: Τα σωματικά κυκλώματα δεν καταφέρνουν να επιδείξουν θεραπευτική αποτελεσματικότητα μιας νέας νευρωνικής διεπαφής Οι φορητές συσκευές που εκτίθενται δεν παρουσιάζονται ως κλινικές συσκευές. Αντίθετα, καταδεικνύουν πώς οι αρχές που αναπτύχθηκαν στην έρευνα της βιοηλεκτρονικής μπορούν να αναδιοργανωθούν σε μια μη επεμβατική μορφή για να εξηγήσουν φυσικά τη σχέση μεταξύ σήματος, σώματος και επικοινωνίας. Σε αυτόν τον μετασχηματισμό, από την παρατηρούμενη στην αντιληπτή τεχνολογία, η εγκατάσταση βρίσκει την αξία της ως πείραμα στην επιστημονική επικοινωνία.

Ακολουθούν τρεις πληροφορίες που μπορεί να σας ενδιαφέρουν:

Ηλεκτρονικό τατουάζ: Προς τα νέα σύνορα της φορετής τεχνολογίας
Αστικοποίηση Μποργκ: Όταν η πόλη διαβάζει σκέψεις
Γκρέτα Πρεατόνι: «Ποτέ μην ερωτευτείς την τεχνολογία για χάρη της.»