Компании

Самая миниатюрная система может быть введена в организм человека

16 мая 2021

Продолжающаяся миниатюризация электроники открывает некоторые захватывающие возможности, когда речь идет о том, что можно разместить в своем теле для контроля и улучшения своего здоровья. Инженеры Колумбийского университета продемонстрировали экстремальную версию этой технологии, разработав самую маленькую из когда-либо созданных однокристальных систем, которые можно было бы имплантировать с помощью иглы для подкожных инъекций для измерения температуры внутри тела и, возможно, многого другого.

От имплантатов размером с божью коровку, которые отслеживают уровень кислорода в глубоких тканях тела, до крошечных датчиков «нервной пыли», отслеживающих нервные сигналы в режиме реального времени, ученые делают большие шаги, когда дело касается функциональности крошечных электронных устройств. Имплант, разработанный Columbia Engineers, открывает новые горизонты в качестве самой маленькой однокристальной системы в мире, которая представляет собой полностью функциональную электронную схему с общим объемом менее 0,1 мм.

Это делает ее маленькой, как пылевой клещ, и видимой только под микроскопом. Для создания крошечного чипа требовалось нестандартное мышление, особенно когда речь идет о способах связи и питании.

Там, где небольшая электроника может иметь радиочастотные модули для передачи и приема электромагнитных радиосигналов, эти длины волн слишком велики для использования с таким маленьким устройством. С другой стороны, длина ультразвуковых волн намного меньше на данной частоте, поскольку скорость звука намного меньше скорости света, с которой распространяются электромагнитные волны. Группа ученых включила пьезоэлектрический преобразователь, который действует как «антенна» для беспроводного питания и связи через ультразвук.

Это в сочетании со встроенным маломощным датчиком превращает чип в датчик для измерения температуры в реальном времени, позволяя контролировать температуру тела, а также ее колебания, вызванные терапевтическим применением ультразвука. Возможности имплантата были продемонстрированы на живых мышах, где он использовался для ультразвуковой нейростимуляции.

Ученые предполагают, что эти типы чипов имплантируются в человеческое тело, а затем сигналы передают по беспроводной сети информацию о том, что они измеряют с помощью ультразвука. В его нынешней форме это ограничено температурой тела, но другие возможности включают артериальное давление, уровень глюкозы и дыхательную функцию.

«Мы хотели посмотреть, насколько далеко мы сможем раздвинуть границы того, насколько маленьким можно будет сделать функционирующий чип. Это новая идея микросхемы как системы — это микросхема, которая сама по себе является полностью функционирующей электронной системой. Это должно стать революционным решением для разработки беспроводных миниатюрных имплантируемых медицинских устройств, которые могут воспринимать разные вещи, будь то используется в клинических целях и в конечном итоге одобрен для использования человеком»- рассказал руководитель исследования Кен Шепард.

Lifestyle

Сольный концерт Жени Львовской на СИГНОН Open Air Fest 2023 состоялся накануне выхода дебютного альбома певицы

В преддверии выхода дебютного альбома певица Женя Львовская выступила с сольным концертом на музыкальном фестивале…

Общество

«Креативные индустрии 2024»: журнал «Мурзилка» стал лауреатом премии в номинации «Легенда года»

В Торгово-промышленной палате РФ 16 февраля наградили триумфаторов Национальной бизнес премии «Креативные индустрии 2024». В…

В мире

Представлено интеллектуальное решение для энергораспределения (IDS) Huawei для умной электроэнергетики

В ходе Международной выставки мобильных технологий MWC 2024 потребители электроэнергии и руководители международных организаций обсудили…

Lifestyle

20 февраля в самом сердце столицы прошел финал национального конкурса красоты «КРАСА РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ 2024»

Организатор конкурса, продюсер Анна Гольдес успешно завершила 42-й проект, созданный Продюсерским центром «Голд Продакшн», и…