Самой сложной задачей было научиться ощущать сквозь волосы — гораздо более сложная ситуация, чем ощущение на голой коже.
Исходным материалом для электродов является кремниевая пластина с тонкой поверхностью из карбида кремния.
Литография и травление использовались для создания массива шестиугольников, а затем вытравливания их в короткие шестиугольные кремниевые столбики ~ 100 мкм в поперечнике и 10 мкм в высоту, по-прежнему со слоем карбида кремния толщиной 500 нм поверх каждого.
С помощью временного никелирования и термической обработки верхняя часть карбида кремния была преобразована в поликристаллический графен с химическим удалением отходов силицида никеля.
Восемь таких электродов, каждый ~1см3 в области, прикрепленной к широкой резиновой полоске и привязанной к зрительной коре на затылке добровольца - часть скальпа, одновременно сильно изогнутая и обычно волосатая - в данном случае с 5-миллиметровой щетиной.
По словам команды, собравшейся со всего Университета Технологии Сидней, влажные электроды Ag-AgCl обычно достигают контактного сопротивления 5–30 кОм (50 Гц) и отношения сигнал/шум 30 ± 5 дБ, чего они и достигли в контрольной части этого эксперимента. По их словам, обычные сухие электроды имеют тенденцию давать результаты >200 кОм и 5±3 дБ даже на голой коже.
Восемь сухих микрообработанных кремний-графеновых электродов показали разные результаты: от 5 ± 5 дБ до 25 ± 5 дБ (в среднем до ~ 15 дБ) на волосах толщиной 5 мм, и исследователи утверждают, что переход на специальный шлем со специальным резиновым ремешком может повысить средний показатель. к цифре 25 дБ.
Во время демонстрации электродов собакой-роботом управляли с помощью восьми электродов, при этом доброволец смотрел на один из нескольких белых квадратов на дисплее в зависимости от того, что робот должен был делать.
Каждый из квадратов вспыхивал по-своему, что-то, что можно было уловить из зрительной коры сухими электродами через череп, скальп и волосы.
«Хотя новые электроды еще не работали так же хорошо, как влажные датчики, исследователи говорят, что эта работа представляет собой первый шаг к разработке надежных, легко внедряемых сухих датчиков, которые помогут расширить применение интерфейсов мозг-машина», — говорится в сообщении. университет.
Работа подробно описана в статье «Неинвазивные датчики для интерфейсов мозг-машина на основе эпитаксиального графена с микроструктурой», опубликованной в ACS Applied Nano Materiels (всю статью можно прочитать бесплатно).