Nel 1961 presso i laboratori dell’MIT, Claude Shannon insieme al matematico statistico Edward Thorp, divenuto famoso successivamente per i suoi studi in finanza quantitativa e analisi probabilistiche sui giochi d’azzardo, realizzarono quella che loro indicarono come l’invenzione del primo computer indossabile. Un prodotto grande come un pacchetto di sigarette che poteva essere inserito in un paio di scarpe, per barare al gioco della roulette e prevederne i risultati[1]. Il fenomeno della produzione e diffusione su scala globale di tecnologie indossabili, impiantabili e ingeribili, sta assumendo oggi proporzioni crescenti in termini di mercato e il numero di persone che “incorporano” dispositivi di monitoraggio del proprio corpo, dai contesti del medical design fino agli ambiti dello sport e del benessere, è in rapida ascesa. Tecnologie in grado di registrare i dati biometrici del corpo rappresentano un cambio di paradigma del rapporto uomo-tecnologia verso quelli che vengono chiamati “biomedia”: tecnologie bio-informatiche che entrano in relazione con la natura organica e biologica dei nostri corpi.

Queste tecnologie aprono le porte verso territori di progettazione e produzione ancora piuttosto inesplorati, che non fanno più riferimento a un contesto di sola cura e riparazione, quanto a un ambito più vasto di prevenzione e miglioramento. Come suggerito dai ricercatori Andrew Iliadis e Isabel Pedersen, esse hanno una storia che inizia nei primi anni Ottanta, presso centri di ricerca universitari, militari e manifatturieri negli Stati Uniti[2]. Grazie a una serie di tecnologie cosiddette “topografiche”, il corpo umano diventa una vera e propria superficie per l’interazione, nel rapporto con tutti i tipi di tecnologia applicati al soma: dentro, sopra o intorno ad esso, capaci di estendere il corpo verso l’ambiente circostante in un atto di scambio e feedback reciproco. Display oculari, sistemi di tracking dei corpi tramite tecnologie satellitari, device per il biofeedback, tecnologie che sono oggi diffuse nei cellulari e in una serie di cosiddetti wearables presenti sul mercato. Secondo Steve Mann, ingegnere e inventore, fondatore nel 1991 del MIT Wearable Computing Project, un wearable computer è “un computer indossabile inglobato nello spazio personale dell’utente, controllato dall’utente stesso, costantemente operativo, cioè è sempre acceso e sempre accessibile”[3]. Cyborg conosciuto per la sua collezione di tecnologie indossabili – tra cui il famoso Eye Tap, Digital Eye Glass, un supporto con una video camera davanti all’occhio destro che consente di registrare e “aumentare” la realtà con layer di informazioni digitali – Mann parla del Wearable Computing come una tecnologia atta a migliorare la qualità della vita dell’essere umano, che aumenta le sue esperienze quotidiane e implementa le sue potenzialità funzionali, personali, sociali e politiche.

Per Roberto Marchesini, il wearable è una tecnologia che può essere “indossata” in vario modo e che è programmata per monitorare alcuni parametri del nostro corpo (temperatura, pressione, glicemia, ma anche altri segnali biochimici, della pelle, degli organi o anche i movimenti neurali) dall’esterno. Attraverso biosensori, può estendere le sue potenzialità fino a progettare modalità di interazione con oggetti esterni al corpo. Device intelligenti da poter controllare nella vita di tutti i giorni, mediati attraverso interfacce di rete, che necessiteranno in futuro modelli nuovi e complessi di design perché il “wearcomputing sta spostando l’asse di fuoco nelle strategie di interazione, nello stile di vita, nell’idea stessa di connettività”[4]. Gli “ingestibles” sono invece tecnologie “viscerali che implicano l’ingestione di sensori informatici o dispositivi robotici che funzionano come pillole digitali”, in grado a loro volta di dialogare con le tecnologie “wearables” indossabili[5]. Definiti dalla Federal Communication Commissione come strumenti digitali abilitati alla banda larga che possiamo effettivamente mangiare, sono pillole “intelligenti” che usano tecnologia wireless per monitorare, ad esempio, l’azione di farmaci che tengono traccia dei livelli ematici di una determinata medicina nel corpo, o che usano videocamere diagnostiche molto invasive come la colonscopia o la endoscopia. Attualmente vengono prodotti da tre società nel mondo che progettano non solo forma e caratteristiche di queste nanotecnologie ma anche la loro modalità di relazione con le parte fisiologica del corpo[6]. Tra esse, la Proteus Digital Health ha iniziato la ricerca e lo sviluppo prima del 2008 ed è uno dei produttori di ingestibles più importanti sul mercato, progettando e fornendo prodotti che includono sensori ingeribili, patch per sensori indossabili e applicazioni su dispositivi mobili collegati ai portali del provider.

Materiali e tessuti intelligenti per corpi che producono dati

Come sottolineano ancora Pedersen e Iliadis, i dispositivi informatici embodied sono elementi di tecnologia a contatto con il corpo umano impegnati in una serie di negoziazioni e le “loro ontologie di dati sono le nuove frontiere in cui tali negoziazioni hanno luogo”[7]. Queste tecnologie incorporate sono sempre connesse a Internet, per cui processi di dataification, il trasferimento cioè di un numero crescente di aspetti della nostra vita sotto forma di dati e infrastrutture, su tutti il neonato Internet of People (IoP), diventeranno a breve fenomeni sociali diffusi che richiederanno nuove sfide ai mondi del design. Negli ultimi dieci anni, sono nati numerosi movimenti spontanei dal basso alimentati da persone che desiderano condividere i propri dati “sensibili” con gli altri, per un automonitoraggio condiviso e collettivo della salute e dello stato di attività del proprio corpo[8]. Tra questi, il più conosciuto e diffuso è sicuramente quello noto come “Quantified Self”, affiliazione di persone comuni, self-trackers e tool-makers, che si incontrano regolarmente per discutere di ciò che stanno imparando dai dati del loro corpo[9].

L’elemento che garantisce la comunicazione tra il corpo biologico e il suo corrispondente computazionale è un sensore. O meglio, un “biosensore”, un elemento cioè che combina una sostanza emessa dal corpo (sudore, saliva, CO2, aminoacidi, specifiche molecole per i più raffinati) con un rilevatore ottico o più comunemente elettrochimico. Le più recenti tecnologie di bio-rilevamento vengono utilizzate per tenere traccia persino dei cosiddetti “-omi”: i genomi, gli esposomi (gli inquinanti a cui sono esposti i corpi) e i microbiomi (i microbi nel nostro corpo che si ritiene influenzino gli stati fisici e mentali). É evidente che i biosensori mediano relazioni nuove, a cavallo tra pratica medica, cura di sé, autoformazione e conoscenza collettiva. Ontologie che pongono inevitabili domande sia ai designer che agli artisti che si occupano dell’impatto sociale e politico delle tecnologie: questi dati, mai così legati alla nostra corporeità, costituiscono un sapere partecipativo e trasformativo reale? Come dovrà essere modellata la nostra relazione con questi strumenti di monitoraggio? L’auto-tracciamento costante e la condivisione di dati genetici personali, trasformerà la percezione di noi stessi e degli altri? Che ne sarà della nostra privacy? Come cambierà il nostro rapporto con il contesto circostante alla luce delle risposte date alle domande precedenti? “Nuovi tipi di dati richiedono nuovi tipi di cittadini di dati impegnati in dibattiti politici sulla raccolta e l’implementazione di questi nuovi grandi set di dati, esplorando insieme, con il pubblico più ampio, le questioni sociali, culturali ed etiche che sorgono in queste vaste imprese di raccolta dati”[10].

La relazione esistente oggi tra corpo, biosensori, tessuti, contesto, tecnologie di stampa 3D e ambiti del design, nello specifico del Fashion Design, è indagata da un numero crescente di designer, teorici e maker. Misura meno invasiva rispetto alle tecnologie ingeribili o impiantabili, i sensori da “indossare” si stanno diffondendo sempre più non solo nei device elettronici di largo consumo, ma anche in appositi supporti tecnologico-tessili (soft circuits) capaci di monitorare gli stati biochimici del corpo da un lato e raccogliere dati dal contesto circostante dall’altro. “Negli ultimi anni il progredire degli studi e della ricerca nel settore dell’abbigliamento – afferma la ricercatrice Maddalena Mometti – ha portato ad affrontare la creazione di capi e accessori secondo un’ottica progettuale sempre più vicina al design del prodotto e interattivo e non solo allo stilismo. L’abito non è più da considerarsi come mero involucro estetico del corpo ma come un oggetto a tutti gli effetti, dotato di funzione e identità propria”[11]. Il tema dell’intelligenza degli abiti e dei materiali che lo compongono, era già stato affrontato a fine anni Novanta da molti teorici del design, tra cui Leopoldina Fortunati, James Katz e Raimonda Riccini. Sollevando la problematica del fatto che il concetto di intelligenza si stesse spostando gradualmente nel mondo degli oggetti, dei prodotti e dei tessuti, si ponevano un’interessante domanda in termini di progettazione, per molti versi centrale all’interno di questa ricerca: “può esistere un oggetto “intelligente” che non esprima, con il passare del tempo, il bisogno della bellezza?”[12]. Se questi soft circuits sono dispositivi utilizzati soprattutto nei contesti della moda DIY e dell’elettronica open, parallelamente gli smart materials hanno connessioni più con il mondo dell’industria e della ricerca. Sono questi, infatti, materiali artificiali che reagiscono in un certo modo agli stimoli esterni, fisici, elettrici, magnetici ma anche bio-chimici. Sono altresì capaci di modificare la propria struttura e assumere forme determinate e progettabili, ma sono dotati anche di memoria se sottoposti a campi elettrici o magnetici oppure alla luce. Da pochi anni, ad esempio, è stato progettato e realizzato un vero e proprio osso bionico, nato in Italia da una collaborazione tra l’Università Bicocca di Milano e l’Imperial College di Londra. Stampato in 3D, è capace di ripararsi da solo e in futuro potrebbe essere utilizzato per guarire fratture o sostituire parti di osso colpite da disfunzioni o malattie. Analogamente, la Stanford University ha dato vita a un materiale plastico “intelligente” che può essere utilizzato per realizzare una pelle artificiale, capace di percepire il tocco e le pressioni esterne e generare di conseguenza un impulso elettrico che può essere inviato direttamente al cervello umano[13].

Quello della pelle è un campo di studio, analisi e progettazione tra i più interessanti, per lo meno in ottica speculativa e futuribile nei campi dell’arte e del design. L’ingegneria dei tessuti e nello specifico di un polimero biocompatibile che potesse fare le veci di una pelle umana, risale agli anni Settanta e solo nei primi anni Ottanta venne sviluppata una pelle artificiale fatta di cellule autologhe per la ristrutturazione di tessuti compromessi[14]. Tra i progetti più recenti, vi è lo studio di pellicole che non solo facilitano la cicatrizzazione delle ferite, ma che sviluppano anche proprietà di relazione con il contesto esterno al corpo. Ad esempio, facilitano l’assorbimento di frequenze ultraviolette o garantiscono il rilascio di principi attivi, farmaci e ormoni. Immaginando che nel prossimo futuro l’epidermide rappresenterà uno dei possibili canali di ingresso di nanotecnologie nel nostro corpo, questa ricerca si pone la stessa domanda che provocatoriamente suggerisce Donna Haraway nel suo Manifesto Cyborg: perché i nostri corpi dovrebbero avere dei confini determinati dalla epidermide e perché si dovrebbe pensare che entrino in relazione solo con altri essere viventi racchiusi a loro volta dalla loro pelle? [15] In altri termini, ha senso iniziare a chiedersi se la pelle è realmente una membrana che isola l’interno del corpo e lo separa da ciò che esiste all’esterno, o se è forse un’interfaccia porosa che consente di mettere in comunicazione la biologia interna con la fenomenologia esterni ai corpi. Come possono i designer lavorare su questi elementi di progettazione, su questi inesplorati ponti di dialogo?

La pelle umana è l’organo più esteso e distribuito del corpo umano (circa il 15% dell’intera massa corporea), resistente e ricco di recettori, che consentono di registrare stimoli dall’esterno, compreso il dolore, la temperatura, la pressione, lo scivolamento[16]. Come ricorda la semiologa Patrizia Magli la pelle è “un piano di demarcazione tra noi e le cose, che unisce le parti del corpo interne e procura loro una forma globale” [17]. Un’interfaccia atta a favorire il dialogo e la connessione di molti degli elementi visti e introdotti nei paragrafi precedenti: natura e cultura, dentro e fuori, sé e altro, sfruttando le sue caratteristiche quasi elastiche e riflessive, di azione e reazione tra uomo e contesto circostante. “Più della voce, più della parola o dell’espressione facciale, è proprio la pelle il grande medium dell’interfaccia tra noi e gli altri…luogo di incontro tra sensazioni endogene ed esogene” ricorda ancora la Magli[18]. In questo senso, lo sviluppo in ambito medicale delle e-skin, pelli artificiali “intelligenti” capaci di scambiare dati e informazioni del corpo, pongono nuove sfide ai designer che operano con queste tecnologie. Altamente prestazionali in termini biomeccanici, capaci di multisensorialità, abilità di autoriparazione e in grado di determinare differenti qualità di interazione fisica con altre specie “intelligenti”, organiche e inorganiche, le pelli elettroniche suggeriscono necessità di prassi progettuali rivolte a nuove forme di identità corporea che passano attraverso una nuova presa di consapevolezza di cosa siamo e come ci relazioniamo nel mondo[19].

Le protesi: estensioni identitarie

Gli ambiti di ricerca e produzione legati agli smart materials, hanno una ricaduta importante anche nell’ambito delle applicazioni prostetiche. Una panoramica dell’utilizzo delle protesi nella storia dell’umanità è fornita dal medico statunitense Charles Pritham, che collega gli studi sugli arti protesici moderni a quelli più antichi realizzati nel corso dei secoli. A parità sostanziale di forme e design, le differenze emergono per l’utilizzo di materiali performanti, come plastiche avanzate, sostanze ad alto contenuto polimerico e compositi in fibra di carboni[20]. Alla luce sia dei materiali intelligenti appena descritti sia delle innovazioni tecnologiche illustrate, le protesi per il corpo umano stanno diventando gradualmente sempre più controllabili, intelligenti, funzionali e belle esteticamente. La parola “protesi” indica un’aggiunta o un’estensione al corpo umano, o a un qualunque dispositivo: è un termine che fa riferimento a oggetti che vengono progettati per sostituire una parte mancante, intesa come parte propria del corpo e non come entità esterna[21]. La protesi è un elemento meccanico e sensoriale che passa attraverso i progressi della ricerca tecnologica e scientifica, che svilupperà nei prossimi anni componenti connesse in modo sempre più efficace non solo con il corpo, ma anche con il cervello e con le sue componenti biomeccaniche di feedback.

Ai designer spetta il compito, di progettare non solo le modalità di interazione che nasceranno da queste integrazioni tra organico e inorganico, ma anche pensarne la componente formale. L’estetica del design del dispositivo protesico è un campo di ricerca ancora emergente, in cui “usabilità e utilità del dispositivo non si coniugano solo come funzioni progettuali ma anche come caratteristiche estetico-simboliche…per cui si tiene conto del rapporto tra l’ oggetto d’uso e la sua potenza comunicativa, il contesto in cui viene impiegato e le precedenti esperienze di chi lo indossa, spesso valutando gli elementi emotivi soggettivi di una persona, di importanza cruciale per la simbologia personale”[22]. Molti studi hanno dimostrato che una protesi ben disegnata, progettata in modo esteticamente appagante, possa indurre nella persona che la porta delle sensazioni positive e di maggior accettazione trasformandosi in strumento di racconto identitario. Alternative Limb Project, fondato da Sophie de Oliveira Barata, utilizza il linguaggio formale delle protesi per creare opere d’arte indossabili in grado di riflettere l’immaginazione e le personalità di chi le crea e di chi le indossa. Promuovendo un dibattito costruttivo attorno al tema della disabilità e celebrando il concetto di diversità corporea, Alternative Limb Project coinvolge diversi specialisti nei campi della modellazione 3D, dell’elettronica e della tecnologia, nonché della prostetica. Tra i suoi clienti figurano atleti paralimpici, modelli (Kelly Knox), artisti dello spettacolo (Viktoria Modesta) e società di videogiochi, come la Konami che ha finanziato e sviluppato il progetto The Phantom Limb Project per il gamer e presentatore della BBC James Young su ispirazione del videogioco Metal Gear Solid V. La Crystal Leg, ad esempio, è stata commissionata per la cerimonia di chiusura delle Paralimpiadi 2012, ed è stata progettata per sembrare lussuosa, abbagliante, sorprendente e pericolosa. Il prototipo denominato Dan, invece, è un arto inferiore progettato con un aspetto estremamente realistico comprensivo di peli, prelevati da gambe naturali e punzonati uno alla volta nella copertura in silicone.

Il braccio Materialise è costituito di due metà: la parte inferiore è altamente realistica, realizzata in silicone simile alla pelle, per confondersi con il corpo; la metà superiore è progettata con sezioni intercambiabili, ciascuna relativa a diversi aspetti emotivi e identitari della persona che la indossa. The 10:45 to Lover’s Rest è infine un vero e proprio progetto artistico, costituito da due protesi per due diversi performer, un’installazione e un video, dedicato a quei ferrovieri e passeggeri che hanno subito, causa incidenti, la perdita di arti mentre lavoravano o viaggiavano sulle ferrovie. Il design protesico quindi, pur dovendo tenere conto delle caratteristiche formali che rendono la protesi “oggettivamente” attraente e funzionale (riferita cioè alla forma dell’arto umano, proporzionale al resto del corpo, etc.), potrà operare nel prossimo futuro in modo sempre più integrato con gli ambiti artistici, culturali e scientifici per rendere le protesi quanto più originali e uniche[23].

[1] I. Pedersen, A. Iliadis (a cura di), Embodied Computing. Wearables, Implantables, Embeddables, Ingestibles, MIT Press, Cambridge (MA) 2020.

[2] A. Iliadis, “Computer Guts and Swallowed Sensors: Ingestibles Made Palatable in an Era of Embodied Computing”, in I. Pedersen, A. Iliadis (a cura di), op.cit.

[3] S. Mann, Wearable computing as means for personal empowerment, 1998 International Conference on Wearable Computing, ICWC-98, University of Toronto, 12-13 Maggio 1998.

[4] R. Marchesini, Post-Human. Verso nuovi modelli di esistenza, cit., p. 472.

[5] I. Pedersen, A. Iliadis (a cura di), op. cit.

[6] Una definizione dei cosiddetti “ingestibles”, ma anche dei “wearables” e degli “embeddables”, può essere trovata sul sito della Federal Communications Commission, agenzia governativa americana che regola le comunicazioni radio, televisive, via cavo e satellitari negli Stati Uniti, all’indirizzo https://www.fcc.gov/general/ingestibles-wearables-and-embeddables.

[7] I. Pedersen, A. Iliadis (a cura di), op. cit.

[8] D. Nafus (a cura di), Quantified. Biosensing Technologies in Everyday Life, MIT Press, Cambridge (MA) 2016, pp. ix-xxxi.

[9] G. Walf, “The Quantified Self: Reverse Engineering”, in D. Nafus (a cura di), Quantified. Biosensing Technologies in Everyday Life, MIT Press, Cambridge (MA) 2016.

[10] J, Gregory, G. C. Bowker, “The Data Citizen, the Quantified Self, and Personal Genomics”, in D. Nafus (a cura di), Quantified: Biosensing Technologies in Everyday Life, MIT Press, Cambridge (MA) 2016.

[11] M. Mometti, Moda, elementi naturali ed eventi atmosferici nell’era della high-tech fashion, in “Digicult. Digital Art, Design and Culture”, 25 Febbraio 2016, Digicult, https://digicult.it/it/news/dresses-natural-elements-and-weather-in-the-age-of-high-tech-fashion/.

[12] L. Fortunati, J. Katz, R. Riccini (a cura di), op. cit., pp.14-15.

[13] C. M. Boutry, M. Negre, M. Jorda, O. Vardoulis, A. Chortos, O. Khatib, Z. Bao, A hierarchically patterned, bioinspired e-skin able to detect the direction of applied pressure for robotics, in “Science Robotics”, vol. 3, n. 24, AAAS American Association for the Advancement of Science, New York 2018.

[14] D. Martini, “La pelle progettata”, in M. Ciammaichella (a cura di), Il corpo umano sulla scena del design, cit., pp. 163-165.

[15] D. J. Haraway, Manifesto Cyborg. Donne, tecnologie e biopolitiche del corpo, cit., p. 178.

[16] R. Dahiya, N. Yogeswaran, F. Liu, L. Manjakkal, E. Burdet, V. Hayward, H. Jörntell, Large-Area Soft e-Skin: The Challenges Beyond Sensor Designs, “Proceedings of the IEEE”, vol. 107, n. 10, pp. 2016-2033, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Piscataway (NJ) 2019.

[17] P. Magli, “Vertigini di superficie. Pelle, patina, involucro”, in Massimiliano Ciammaichella (a cura di), Il corpo umano sulla scena del design, cit., pp. 72-75.

[18] Ibidem.

[19] X. Wang, L. Dong, H. Zhang, R. Yu, C. Pan, Z. Lin Wang, Recent Progress in Electronic Skin, in “Advanced Science”, vol. 2, n. 10, Wiley-WHC, Weinheim 2015.

[20] C. H. Pritham, Special Considerations: Emerging Trends in Lower-Limb Prosthetics: Research and Development, in “Atlas of Limb Prosthetics: Surgical, Prosthetic, and Rehabilitation Principles”, cap. 24C, AAOS American Academy of Orthopaedic Surgeons, Rosemont (IL) 1992, http://www.oandplibrary.org/alp/chap24-03.asp.

[21] S. Sansoni, A. Wodehouse, A. Buis, The Aesthetics Of Prosthetic Design: From Theory To Practice, in “Proceedings of the Design 2014 13th International Design Conference”, 19-22 Maggio 2014, The Design Society, Glasgow 2014, pp. 975-984.

[22] M. R. Roncoletta, Fashion Design for Health: A Multidisciplinary Approach, HCI2015 Human Computer Interaction, 5 Agosto 2015.

[23] S. Sansoni, A. Wodehouse, A. Buis, op.cit, p. 976.