Учёные из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) разработали новый тип биоэлектрода, который практически не вызывает воспаления и может долго работать внутри кожи без потери качества сигнала. Разработка решает одну из ключевых проблем носимой электроники: современные датчики либо удобны, но нестабильны, либо точны, но раздражают ткани.

Сегодня большинство носимых устройств используют два подхода. Поверхностные электроды, как в фитнес-браслетах или медицинских патчах, удобны, но качество сигнала сильно ухудшается из-за пота, сухости кожи или движений тела. Микроигольчатые электроды дают более точные данные, однако их жёсткая структура вызывает раздражение тканей и иммунный ответ.

Команда создала биоэлектрод, работающий не на поверхности кожи, а непосредственно в дермальном слое. Новая система объединяет преимущества обоих подходов. В момент введения электрод остаётся достаточно жёстким, чтобы пройти через роговой слой кожи, однако после проникновения в дерму меняет механические свойства и становится мягким и гибким.

Исследователи сравнивают принцип работы с алюминием: один и тот же материал может быть прочным элементом конструкции самолёта или тонкой фольгой — все зависит от структуры.

Рентгеновские изображения bMN (сверху) и sMN (снизу) при отрицательной, нулевой и положительной кривизне кожи крысы, со вставками биоэлектрода.
Источник: Advanced Materials (2025). DOI: 10.1002/adma.202509719

Ключевыми элементами технологии стали сверхточное производство гибких биоматериалов и специальный «вспенивающийся» слой. Он позволяет электроду за считанные секунды пройти через верхний слой кожи, после чего конструкция трансформируется и стабильно закрепляется в дерме.

После перехода в мягкое состояние электрод практически не создаёт механического давления на окружающие клетки. По словам авторов, ткани начинают воспринимать его не как инородный объект, а как совместимую структуру.

Испытания на животных и людях показали, что даже при длительном использовании система почти не вызывает повреждений тканей или иммунной реакции. При этом качество сигнала оставалось стабильным независимо от потоотделения, обезвоживания или продолжительного ношения устройства.

Авторы считают, что разработка меняет сам принцип биосигнального мониторинга: зона считывания переносится с поверхности кожи непосредственно в дермальный слой. Это может значительно повысить точность медицинских датчиков, интерфейсов виртуальной реальности и систем управления роботами.

По словам профессора Лима, технология может стать основой для платформ, которые будут непрерывно собирать биометрические данные человека и интегрировать их с алгоритмами искусственного интеллекта.

На фоне развития гуманоидных роботов и VR-систем спрос на высокоточные биосигналы быстро растёт. Для управления движениями роботов, цифровыми аватарами и медицинскими интерфейсами требуется стабильное и точное считывание сигналов организма. Исследователи считают, что их технология может стать важным связующим звеном между биологическими системами и ИИ.