Flexibla bärbara enheter, ultraljud och elektroder översätter andning och rörelse till märkbara stimuli och kombinerar bioelektronik, konst och design.

Ett andetag blir en riktad akustisk signal, den färdas genom rymden, når en annan person och omvandlas till en elektrisk stimulus som kan uppfattas på huden. Det är denna princip som den är uppbyggd kring. Somatiska kretsar, interaktiv installation utvecklad av Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit och Mikrointegration IZM tillsammans med mediekonstnären Marlot Meyer och till kuratorn Pierre Wolter av galleriet Art Claims Impulse. Projektet tar tekniker som utvecklats för bioelektronik från laboratoriet och omvandlar dem till verktyg för kroppskommunikation.

Den första offentliga presentationen av prototyperna ägde rum i Monaco Bayern i juli 2026, som en del av Festival der Zukunft. Publiken betraktade inte bara ett verk: de blev en del av kretsen. Stora, bärbara uppblåsbara strukturer representerade enskilda neuroner och kopplade samman flera deltagare genom andning, rörelse, ljud, ultraljud, elektrisk stimulering och beröringMålet var att göra vissa principer för biologisk signalöverföring märkbara utan att tillgripa ett invasivt gränssnitt.

Bakom den konstnärliga komponenten finns en fråga som direkt berör forskning och utveckling Neuroteknologi: Hur kan vi bygga gränssnitt som kan kommunicera med nervsystemet med hjälp av enheter som är tillräckligt flexibla för att anpassa sig till kroppen och biologiska vävnader? Fraunhofer IZM-forskning om bioelektronikteknik Detta problem uppstår vanligtvis inom den medicinska världen. Somatic Circuits ändrar tillfälligt sitt tillämpningssammanhang och använder den konstnärliga installationen som en miljö för att göra en process som annars skulle vara svår att observera synlig, hörbar och framför allt fysiskt uppfattbar.

Andningen omvandlas till ultraljud och elektriska stimuli

Arbetets funktion utgår från en elementär fysiologisk parameter: andningsfrekvens och andningsdjupSignalerna som är kopplade till en deltagares andning omvandlas till riktat ljud, inom ultraljudsområdet, och överförs till en annan person. En mikrofon tar emot signalen och systemet översätter den sedan till elektriska impulserFlexibla elektroder som appliceras på händerna gör att mottagaren fysiskt kan känna stimuleringen.

Riktningsverkan är en integrerad del av upplevelsen. Samspel sker inte urskillningslöst mellan alla närvarande: för att interaktion ska ske måste den akustiska strålen som genereras av en person nå den andra personens kropp. Rummets geometri, deltagarnas relativa position och rörelser blir därför komponenter i kretsen. Under vissa förhållanden kan en person nå uppfatta en annan persons andningsrytm på din kropp.

Resultatet är ett nätverk där informationsöverföringen inte är begränsad till en skärm eller en digital signal. Den distribueras över olika sensoriska kanaler. De initiala fysiologiska data ändrar form flera gånger: från andning övergår den till en akustisk representation, sedan till en mottagen signal och slutligen till en taktil och elektrisk stimuleringDet är denna sammankoppling som utgör installationens tekniska kärna.

I mitten av rummet finns också en skulptur fylld med vatten som representerar central neuronLjudsignalerna från deltagarna styr en subwoofer, vars vibrationer producerar stående vågor på vattenytan. Nätverkets kollektiva aktivitet får därmed också en synlig manifestation: det som kommer från kropparna som en fysiologisk signal slutar med att fysiskt modifiera en observerbar yta.

Analogin med ett nervsystem bör inte tolkas som en bokstavlig biologisk reproduktion. I mänskliga neuroner överförs information genom mycket mer komplexa elektrokemiska fenomen, inklusive aktionspotentialer och neurotransmittorerSomatic Circuits använder istället multimodalitet som designprincip: elektricitet, akustik, ultraljud, rörelse och kroppsuppfattning kombineras för att konstruera en erfarenhetsmässig representation av neuronal kommunikation.

Från implanterbara neurala gränssnitt till hudbaserade bärbara enheter

Det mest intressanta steget framåt inom forskningen gäller anpassningen av tekniker som skapats för mycket olika ändamål. Fraunhofer IZM-gruppen är dedikerad till Teknologier för bioelektronik arbetar med flexibla neurala gränssnitt utformade för att interagera med nervsystemet. En av linjerna rör den s.k. Cuff-Elektroden, eller manschettelektroder, elektroder utformade för att linda runt en nerv och möjliggöra överföring eller detektion av elektriska signaler.

För apparater av detta slag är materialens mekanik avgörande. Ett gränssnitt som är avsett att komma i kontakt med biologiska strukturer kan inte utvärderas enbart utifrån dess elektriska egenskaper. Det måste anpassa sig till vävnadens geometri och minska effekterna som uppstår av skillnaden i styvhet mellan elektroniken och organismen. Inom detta område använder Fraunhofer IZM flexibla biokompatibla polymerer, inklusive polyuretan, för att erhålla mer anpassningsbara strukturer.

Bioelektronik tillämpad på nervsystemet är inte bara ett experimentellt perspektiv. Principen att omvandla information från omgivningen till elektriska signaler som kan användas av nervsystemet är redan grunden för, till exempel, cochleaimplantatI dessa apparater bearbetas ljud och omvandlas till elektrisk stimulering för att kompensera för vissa hörselnedsättningar. Somatic Circuits är dock inte en medicinteknisk produkt och bör inte förväxlas med dessa kliniska tillämpningar: den använder koncept och verktyg från bioelektronikforskning för att skapa en extern, icke-invasiv interaktion.

Det är just denna transposition som utmärker experimentet. För installationen anpassades komponenter och principer som utvecklats inom neurala gränssnitt för att fungera. på hudens ytaÖvergången från implanterbara till bärbara gränssnitt förändrar radikalt krav, syften och driftsförhållanden, men gör det möjligt för allmänheten att direkt uppleva en princip som i laboratoriet är kopplad till apparater avsedda för medicinsk forskning.

En andra del gäller ultraljud för neuromoduleringFraunhofer-gruppen studerar också möjligheten att använda högfrekventa akustiska vågor för att specifikt påverka nervaktiviteten. I verket får ultraljud en annan funktion: det blir den kanal genom vilken deltagarna etablerar en ömsesidig kontakt. Installationen sammanför således tekniker från olika forskningsområden utan att göra anspråk på att direkt reproducera deras terapeutiska användningsområden.

Samskapande förenar laboratorium, ateljé och design

Somatic Circuits föddes genom ett samarbete mellan forskare från bioelektronik, ultraljudsbärbara enheter och hållbar design, Marlot Meyers konstnärliga praktik och Pierre Wolters kuratoriska arbete. Utvecklingsfasen omfattade workshops, ömsesidiga besök mellan laboratorier och ateljéer samt gemensamma experiment. Ett av de dokumenterade mötena ägde rum i Meyers ateljé i Haag, i Nederländerna.

Samarbete handlar därför inte om att applicera en konstnärlig touch på en färdig teknologi. Samspelet mellan discipliner är en del av själva designprocessen: elektroniska krav, materialbeteende, sensorisk upplevelse, objektform och mänsklig rörelse i rummet måste fungera samtidigt. Den uppblåsbara strukturen som representerar en neuron är också ett objekt som ska hållas och bäras; det akustiska systemet måste vara tillräckligt riktat för att göra kroppars position meningsfull; stimuleringen måste översätta en abstrakt signal till en begriplig sensation.

"Sambandet mellan konst och vetenskap kännetecknas ofta av olika arbetsmetoder, vilket innebär att en harmonisk ömsesidig förståelse inte alltid uppstår automatiskt. Det är just därför det är desto mer värdefullt när båda områdena går samman som partners för att utforska nya vägar."

förklarade han Marlot Meyer

Samskapande återspeglar också verkets tema. Somatic Circuits talar om kommunikation och ömsesidigt beroende Att bygga ett objekt som bara kan fungera fullt ut genom flera personer. Varje deltagare genererar information, men upplevelsen uppstår ur relationerna mellan noderna. Att andas, röra sig och orientera sig i förhållande till andra förändrar vad andra kan ta emot och uppfatta.

Denna metod tar också itu med ett återkommande problem inom forskningskommunikation: många biomedicinska tekniker blir begripliga för allmänheten endast genom bilder, diagram eller verbala förklaringar. Ett flexibelt neuralt gränssnitt, riktad ultraljudsutbredning eller omvandlingen av en fysiologisk signal till en elektrisk stimulus förblir relativt abstrakta begrepp tills de producerar en direkt observerbar effekt.

Konst blir en testplats för vetenskaplig kommunikation

Den första utställningen av prototyperna fick plats på Festivalen för framtiden 2026 i München, ett evenemang tillägnat artificiell intelligens, robotik, medicin, mobilitet, startups och former av korsbefruktning mellan vetenskap och konst. Programmet inkluderade ett specifikt område för vetenskap och konst där allmänheten kunde interagera med installationer och prototyper. En guidad tur på festivalen beskrev tydligt besökarupplevelsen, som genom uppblåsbara neuroner, blev en del av ett levande nätverk.

Att välja ett offentligt evenemang förändrar också relationen mellan prototyp och användare. I laboratorietester observeras prestanda vanligtvis genom definierade parametrar och kontrollerade förhållanden. En interaktiv installation involverar dock människor som inte nödvändigtvis är bekanta med tekniken, oförutsägbara rörelser, subjektiva tolkningar och olika interaktionssätt. Detta är inte klinisk eller teknisk validering, utan ett användbart sammanhang för förståelse. hur en teknologi uppfattas när den lämnar den specialiserade miljön.

För bioelektronik är denna aspekt inte marginell. Gränssnitt mellan elektronik och kropp väcker frågor som inte bara rör prestanda, biokompatibilitet och miniatyrisering, utan även acceptans, uppfattningen av fysisk kontakt med apparater och förståelsen av vad som händer när en maskin tar emot eller returnerar en kroppslig signal. En konstnärlig utställning kan inte besvara kliniska eller regulatoriska frågor, men den kan göra vissa av deras mekanismer mindre ogenomskinliga.

Projektet, som stöds av Fraunhofer-nätverket Wissenschaft, konst och design, använder därför konst som ett medierande verktyg snarare än ett enkelt skyltfönster. Allmänheten upplever en avsiktligt abstrakt version av neural kommunikation, medan forskare och designers måste översätta specialiserade verktyg till robust och begriplig interaktion utanför laboratoriet.

Experimentets gräns sammanfaller med dess funktion: Somatiska kretsar misslyckas med att visa terapeutisk effekt av ett nytt neuralt gränssnitt De bärbara enheterna som visas presenteras inte som kliniska apparater. Istället visar de hur principer som utvecklats inom bioelektronikforskning kan omorganiseras i en icke-invasiv form för att fysiskt förklara förhållandet mellan signal, kropp och kommunikation. Det är i denna omvandling, från observerad till uppfattad teknologi, som installationen finner sitt värde som ett experiment inom vetenskaplig kommunikation.

Här är tre insikter som kan intressera dig:

E-tatuering: Mot den nya gränsen för bärbar teknik
Borgurbanism: När staden läser tankar
Greta Preatoni: "Förälska dig aldrig i teknologi för dess egen skull."