Fleksible bærbare enheter, ultralyd og elektroder oversetter pust og bevegelse til merkbare stimuli, og kombinerer bioelektronikk, kunst og design.

Et åndedrag blir et retningsbestemt akustisk signal, det beveger seg gjennom rommet, når en annen person og omdannes til en elektrisk stimulus som kan oppfattes på huden. Dette er prinsippet det er bygget rundt. Somatiske kretser, interaktiv installasjon utviklet av Fraunhofer-Institut for Zuverlässigkeit og Mikrointegrasjon IZM sammen med mediekunstneren Marlot Meyer og til kuratoren Pierre Wolter av Art Claims Impulse-galleriet. Prosjektet tar teknologier utviklet for bioelektronikk ut av laboratoriet og forvandler dem til verktøy for kroppskommunikasjon.

Den første offentlige presentasjonen av prototypene fant sted i Monaco av Bayern i juli 2026, som en del av Festival der Zukunft. Publikum observerte ikke bare et verk: de ble en del av kretsen. Store, bærbare oppblåsbare strukturer representerte individuelle nevroner og koblet sammen flere deltakere gjennom pust, bevegelse, lyd, ultralyd, elektrisk stimulering og berøringMålet var å gjøre noen prinsipper for biologisk signaloverføring merkbare uten å ty til et invasivt grensesnitt.

Bak den kunstneriske komponenten ligger det et spørsmål som direkte angår forskning og utvikling Nevroteknologi: Hvordan kan vi bygge grensesnitt som er i stand til å kommunisere med nervesystemet ved hjelp av enheter som er fleksible nok til å tilpasse seg kroppen og biologisk vev? Fraunhofer IZM-forskning på bioelektronikkteknologier Dette problemet oppstår vanligvis innen det medisinske feltet. Somatic Circuits endrer midlertidig sin applikasjonskontekst og bruker den kunstneriske installasjonen som et miljø for å gjøre en prosess som ellers ville være vanskelig å observere synlig, hørbar og fremfor alt fysisk merkbar.

Pusting omdannes til ultralyd og elektriske stimuli

Arbeidets drift starter fra en elementær fysiologisk parameter: pustefrekvens og -dybdeSignalene knyttet til en deltakers pust omdannes til retningsbestemt lyd, i ultralydområdet, og overføres til en annen person. En mikrofon mottar signalet, og systemet oversetter det deretter til elektriske impulserFleksible elektroder som festes på hendene, lar mottakeren fysisk føle stimuleringen.

Retningsbestemthet er en integrert del av opplevelsen. Forbindelse skjer ikke vilkårlig mellom alle tilstedeværende: for at interaksjon skal skje, må den akustiske strålen som genereres av én person nå den andres kropp. Rommets geometri, den relative posisjonen og deltakernes bevegelser blir derfor komponenter i kretsen. Under visse forhold kan en person nå oppfatte en annens pusterytme på kroppen din.

Resultatet er et nettverk der informasjonsoverføringen ikke er begrenset til en skjerm eller et digitalt signal. Den distribueres over forskjellige sensoriske kanaler. De første fysiologiske dataene endrer form flere ganger: fra pusting går de over til en akustisk representasjon, deretter til et mottatt signal og til slutt til en taktil og elektrisk stimuleringDet er denne sammenkoblingen som utgjør den tekniske kjernen i installasjonen.

Midt i rommet er det også en skulptur fylt med vann som representerer sentral nevronLydsignalene fra deltakerne styrer en subwoofer, hvis vibrasjoner produserer stående bølger på vannoverflaten. Nettverkets kollektive aktivitet får dermed også en synlig manifestasjon: det som stammer fra kroppene som et fysiologisk signal ender opp med å fysisk modifisere en observerbar overflate.

Analogien med et nervesystem bør ikke tolkes som en bokstavelig biologisk reproduksjon. I menneskelige nevroner overføres informasjon gjennom mye mer komplekse elektrokjemiske fenomener, inkludert aksjonspotensialer og nevrotransmittereSomatic Circuits bruker i stedet multimodalitet som designprinsipp: elektrisitet, akustikk, ultralyd, bevegelse og kroppspersepsjon kombineres for å konstruere en erfaringsmessig representasjon av nevral kommunikasjon.

Fra implanterbare nevrale grensesnitt til hudbaserte bærbare enheter

Det mest interessante skrittet fremover innen forskning gjelder tilpasning av teknologier laget for svært forskjellige formål. Fraunhofer IZM-gruppen dedikert til Teknologier for bioelektronikk arbeider med fleksible nevrale grensesnitt designet for å samhandle med nervesystemet. En av linjene omhandler den såkalte Cuff-Elektroden, eller mansjettelektroder, elektroder designet for å vikles rundt en nerve og tillate overføring eller deteksjon av elektriske signaler.

For slike enheter er materialenes mekanikk avgjørende. Et grensesnitt som er ment å komme i kontakt med biologiske strukturer kan ikke evalueres utelukkende basert på dets elektriske egenskaper. Det må tilpasse seg vevets geometri og redusere effektene som produseres av forskjellen i stivhet mellom elektronikken og organismen. På dette området bruker Fraunhofer IZM fleksible biokompatible polymerer, inkludert polyuretan, for å oppnå mer konforme strukturer.

Bioelektronikk anvendt på nervesystemet er ikke bare et eksperimentelt potensial. Prinsippet om å konvertere informasjon fra omgivelsene til elektriske signaler som kan brukes av nervesystemet er allerede grunnlaget for, for eksempel, cochleaimplantaterI disse enhetene blir lyd behandlet og omdannet til elektrisk stimulering for å kompensere for visse hørselstap. Somatic Circuits er imidlertid ikke et medisinsk utstyr og bør ikke forveksles med disse kliniske bruksområdene: det bruker konsepter og verktøy fra bioelektronikkforskning for å skape en ekstern, ikke-invasiv interaksjon.

Det er nettopp denne transponeringen som særpreger eksperimentet. For installasjonen ble komponenter og prinsipper utviklet innen nevrale grensesnitt tilpasset for å fungere på overflaten av hudenOvergangen fra implanterbare til bærbare grensesnitt endrer radikalt krav, formål og driftsforhold, men lar publikum direkte oppleve et prinsipp som i laboratoriet er knyttet til enheter beregnet på medisinsk forskning.

En annen tråd gjelder ultralyd for nevromoduleringFraunhofer-gruppen studerer også muligheten for å bruke høyfrekvente akustiske bølger for å spesifikt påvirke nerveaktiviteten. I arbeidet får ultralyd en annen funksjon: det blir kanalen som deltakerne etablerer en gjensidig forbindelse gjennom. Installasjonen bringer dermed sammen teknikker fra forskjellige forskningsfelt i samme rom uten å hevde å direkte reprodusere deres terapeutiske bruksområder.

Samskaping forener laboratorium, atelier og design

Somatic Circuits ble født gjennom et samarbeid som involverte forskere fra bioelektronikk, ultralyd-bærbar teknologi og bærekraftig design, den kunstneriske praksisen til Marlot Meyer og kuratorarbeidet til Pierre Wolter. Utviklingsfasen inkluderte workshops, gjensidige besøk mellom laboratorier og atelierer, og delte eksperimenter. Et av de dokumenterte møtene fant sted i Meyers studio i Haag, i Nederland.

Samarbeid handler derfor ikke om å legge et kunstnerisk preg på en ferdig teknologi. Samspillet mellom disipliner er en del av selve designprosessen: elektroniske krav, materialatferd, sensorisk opplevelse, objektform og menneskelig bevegelse i rommet må fungere samtidig. Den oppblåsbare strukturen som representerer en nevron er også et objekt som skal holdes og bæres; det akustiske systemet må være retningsbestemt nok til å gjøre kroppens posisjon meningsfull; stimuleringen må oversette et abstrakt signal til en forståelig følelse.

«Forbindelsen mellom kunst og vitenskap er ofte preget av ulike arbeidsmetoder, noe som betyr at en harmonisk gjensidig forståelse ikke alltid oppstår automatisk. Nettopp derfor er det desto mer verdifullt når begge feltene kommer sammen som partnere for å utforske nye veier.»

forklarte han Marlot Meyer

Samskaping gjenspeiler også arbeidets tema. Somatic Circuits snakker om kommunikasjon og gjensidig avhengighet Å bygge et objekt som bare kan fungere fullt ut gjennom flere personer. Hver deltaker genererer informasjon, men opplevelsen kommer fra forholdet mellom nodene. Å puste, bevege seg og orientere seg i forhold til andre endrer hva andre kan motta og oppfatte.

Denne tilnærmingen tar også opp et tilbakevendende problem i forskningskommunikasjon: mange biomedisinske teknologier blir forståelige for offentligheten bare gjennom bilder, diagrammer eller verbale forklaringer. Et fleksibelt nevralt grensesnitt, retningsbestemt ultralydforplantning eller konvertering av et fysiologisk signal til en elektrisk stimulus forblir relativt abstrakte konsepter inntil de produserer en direkte observerbar effekt.

Kunst blir et prøvefelt for vitenskapelig kommunikasjon

Den første utstillingen av prototypene fant plass på Festivalen for fremtiden 2026 i München, et arrangement dedikert til kunstig intelligens, robotikk, medisin, mobilitet, oppstartsbedrifter og former for kryssbefruktning mellom vitenskap og kunst. Programmet inkluderte et spesifikt vitenskaps- og kunstområde hvor publikum kunne samhandle med installasjoner og prototyper. En guidet omvisning på festivalen beskrev eksplisitt den besøkendes opplevelse, som gjennom oppblåsbare nevroner, ble en del av et levende nettverk.

Å velge et offentlig arrangement endrer også forholdet mellom prototype og bruker. I laboratorietester observeres ytelse vanligvis gjennom definerte parametere og kontrollerte forhold. En interaktiv installasjon involverer imidlertid mennesker som ikke nødvendigvis er kjent med teknologien, uforutsigbare bevegelser, subjektive tolkninger og ulike former for interaksjon. Dette er ikke klinisk eller teknisk validering, men en nyttig kontekst for forståelse. hvordan en teknologi oppfattes når den forlater det spesialiserte miljøet.

For bioelektronikk er ikke dette aspektet marginalt. Grensesnitt mellom elektronikk og kroppen reiser spørsmål som ikke bare gjelder ytelse, biokompatibilitet og miniatyrisering, men også aksept, oppfatningen av fysisk kontakt med enheter, og forståelsen av hva som skjer når en maskin mottar eller returnerer et kroppslig signal. En kunstnerisk utstilling kan ikke svare på kliniske eller regulatoriske spørsmål, men den kan gjøre noen av mekanismene deres mindre ugjennomsiktige.

Prosjektet, støttet av Fraunhofer-nettverket Wissenschaft, Kunst og Design, bruker derfor kunst som et formidlende verktøy snarere enn et enkelt utstillingsvindu. Publikum opplever en bevisst abstrakt versjon av nevral kommunikasjon, mens forskere og designere må oversette spesialiserte verktøy til robust og forståelig interaksjon utenfor laboratoriet.

Eksperimentets grense sammenfaller med dets funksjon: Somatiske kretser klarer ikke å demonstrere terapeutisk effekt av et nytt nevralt grensesnitt De utstilte bærbare enhetene presenteres ikke som kliniske enheter. I stedet demonstrerer de hvordan prinsipper utviklet innen bioelektronikkforskning kan omorganiseres i en ikke-invasiv form for å fysisk forklare forholdet mellom signal, kropp og kommunikasjon. Det er i denne transformasjonen, fra observert til oppfattet teknologi, at installasjonen finner sin verdi som et eksperiment innen vitenskapelig kommunikasjon.

Her er tre innsikter som kan interessere deg:

E-tatovering: Mot den nye grensen for bærbar teknologi
Borg-urbanisme: Når byen leser tanker
Greta Preatoni: «Bli aldri forelsket i teknologi for dens egen skyld.»