10.01 - 17:08

Ультразвуковая коммуникационная сеть для бионических имплантатов


 

Радиоволны плохо приспособлены для работы в условиях водного окружения – такого, как океан или организм человека.

Относительно большое количество энергии требуется для распространения радиочастотных сигналов, поскольку они, по существу, поглощаются в широком спектре частот.

Для имплантатов, в районе нахождения радиопередатчика будет генерироваться значительное количество тепла и аккумуляторы будут быстро опустошены.

Имплантаты, которым требуется осуществлять связь между собой внутри организма, сталкиваются с теми же проблемами, что и подводные лодки, которые для общения между собой и для обнаружения противника используют сонар.

Решением проблемы для имплантатов является использование протокола на основе звука – ультрасонарную сеть внутри организма.

Томмазо Мелодиа (Tommaso Melodia), исследователь из Университета Баффало, недавно получил грант от Национального Научного Фонда США в размере полумиллиона долларов на разработку подобной сети. Основная часть базовой работы будет заключаться в проведении подробных симуляций распространения ультразвука внутри различных тканей.

Хотя врачи давно используют ультразвук для диагностики, источники энергии при этом находятся за пределами организма. Когда требуются внутренние источники энергии для отображения органов, датчик может быть изолирован внутри зонда в пищеводе или внутри кончика катетера в сосудистой сети. Окружающая кровь теоретически может помочь рассеивать генерируемое тепло. Как только вопросы безопасности ультрасонарной коммуникационной сети будут проработаны, можно будет заняться проблемами разработки протоколов передачи данных, которые будут подходить для специфики акустического окружения.

Было бы удобно, если каждое устройство, имплантируемое в организм, могло бы просто получать ip-адрес и обладать доступом в локальную сеть. В конечном счёте, разработки могут прийти именно к этому, но первые прототипы наверняка будут использовать намного более простые протоколы. Например, если имплантированные инсулиновые помпы должны получить от датчиков данные об уровнях глюкозы в нескольких местах (например, от больной сетчатки), односторонней связи будет вполне достаточно.

Если же диабет уже привёл к установке имплантата зрения, бионической сетчатки Alpha IMS, то места для ещё одного «аппарата» уже не остаётся. Тогда было бы уместно, если бы бионическая сетчатка включала в себя датчик глюкозы, поддерживающий единый с остальными имплантатами протокол обмена данными.


Как же может выглядеть ультрасонарный язык?
Существует много путей генерации звука, но для этого в любом случае требуется энергия. Существа, такие как летучие мыши или дельфины, в процессе эволюции научились виртуозному обращению со звуком. В шумном окружении пещеры или подводного мира разница между зрительными и звуковыми импульсами нивелируется.

Для ультрасонарных имплантатов главной задачей является коммуникация друг с другом, хотя вывод с них изображения в будущем тоже может оказаться реальностью. Дельфины для поиска добычи используют резонанс от её плавательного пузыря; так же и имплантаты с выводом изображения смогут использовать особенности окружения. Сигнальные устройства могут помещаться в критические точки цепи циркуляции, растворяя заторы тромбоцитов, угрожающих сформировать сгусток, или сжигая раковые клетки лучами направленной энергии.

Общающиеся между собой птицы умеют отличать представителей своего вида от многочисленных других видов в кажущемся на первый взгляд хаосе звуков. Звук не похож на радио, где существует много мегагерцовых каналов. Для практических целей существует только один канал – низкочастотный. Для имплантатов нижнее значение полосы частот должно будет превышать 20 кГц. Ниже этого значения уже начнётся наложение со звуковой системой. Хотя напрямую и не слышимые на такой частоте, наружные волосковые клетки в улитке внутреннего уха генерируют колебания на частоте выше 20 кГц.

Решением для птиц и множества других существ является быстрая передача через всю полосу частот короткого «чирикающего» импульса. Эти звуки отлично подходят для акустического поиска и могут оказаться идеальными во многих обстоятельствах для общения, поскольку можно научить распознавать их как приёмники, так и передатчики.

Несомненно, вскоре возникнет множество предлагаемых решений проблем, стоящих перед ультрасонарной коммуникацией. Пьезогенераторы, которые также могут функционировать как приемники, и даже преобразователи энергии, могут быть одной из перспективных технологий в этом направлении.

Другие направления, не столь очевидные с первого взгляда, могут вскоре последовать за ней.

medbe.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Культевые вкладки – между пломбой и коронкой

Сохранить «жизнь» зуба – приоритетная задача каждого дантиста. Если верхняя часть зуба пострадала настолько, что пломбу уже не поставить, стоматологи предложат альтернативный вариант – вкладку.
Подробнее »»

Разгрузочные дни: польза или вред

Проблема лишнего веса знакома каждому третьему человеку на планете, это объясняет повышенный интерес врачей, народных целителей и диетологов к различным способам похудения.
Подробнее »»

Врачи объяснили, в чем заключается вред майонеза

Главная опасность этого соуса заключается в высокой калорийности.
Многие из вредных черт майонеза приписываются этому продукту незаслуженно, считают нутрициологи. Насколько же опасен для здоровья присутствующий в питании человека популярнейший майоне

Подробнее »»

Дегтярное мыло - плюсы и минусы применения для кожи

Поклонницы альтернативной косметологии отлично знают такое средство как дегтярное мыло. Мыло имеет сильное антисептическое свойство, уничтожает вредные бактерии в слоях кожи, усиливает кровоток в капиллярах.
Подробнее »»

Названы основные причины появления целлюлита

Актуальная проблема для большинства женщин.
Подробнее »»

Читайте также:
19.07 - 15:27

Татьяна Литвинова поделилась рецептом любимого одесского салата

Заготовка на зиму от судьи кулинарного шоу.
Подробнее »»

19.07 - 15:05

Ученые выяснили, что некоторые продукты помогут сладкоежкам

Диетологи предупреждают, что постоянно употребление сластей формирует со временем стойкое привыкание к сахару, отказ от которого зачастую мучителен, что мешает побороть нездоровую привычку. Но процесс отвыкания можно значительно упростить за счет употребл
Подробнее »»

19.07 - 14:37

Как укрепить спину в домашних условиях

Задняя часть спины состоит из мышц, которые трудно тренировать. С другой стороны, многие спортсмены считают, что эта группа мышц имеет фундаментальное значение для состояния всего тела.
Подробнее »»

19.07 - 14:02

Врачи назвали основные достоинства и недостатки монодиет

Использование таких диет имеет свои плюсы и минусы
Подробнее »»

19.07 - 13:30

Чудодейственный сельдереевый суп для похудения

Внешне сельдерей напоминает петрушку. Родина этого растения – субтропическое побережье Средиземного моря.
Подробнее »»

19.07 - 13:08

Названы самые популярные туристические направления в мире

Лучшие места для отдыха.
Подробнее »»

19.07 - 12:32

Прыщи на спине - врачи рассказали, что делать

Прыщи у подростков – явление совершенно нормальное. Когда прыщи постоянно появляются у взрослого человека, то это повод обратить внимание на образ жизни, меню или здоровье.
Подробнее »»

19.07 - 12:02

Врачи поделились еще одним секретом долголетия

Ученые из Гарвардского университета утверждают, что периодическое голодание может повысить производительность, продлить годы жизни и улучшить общее состояние здоровья.
Подробнее »»

19.07 - 11:25

Сколько фруктов и ягод можно съесть на 100 калорий

Полезная информация для тех, кто считает калории.
Подробнее »»

19.07 - 11:06

Японцы придумали новый способ лечения рака

Технология рентгеновского телескопа исследовала самые дальние уголки Вселенной, теперь она будет использоваться для исследования раковых опухолей, заявляют ученые из Японии
Подробнее »»

19.07 - 10:26

Можно ли арбуз на диете

Вы наверняка слышали, что арбуз содержит много сахара, и вы не можете есть на диете для похудения.
Подробнее »»

19.07 - 10:07

Названы типичные ошибки приготовления пищи, провоцирующие болезни

Нас преследуют не только пищевые отравления, но и настоящие болезни, которые могут развиться из-за неправильного обращения с ингредиентами и обработки продуктов для сложных и даже простых блюд.
Подробнее »»

19.07 - 09:28

Касторовое масло для похудения: внутреннее и наружное применение

Одной из причин набора лишних килограммов является зашлакованность организма. Избавиться от шлаков – это вернуть нормальный вес, улучшить работу органов, устранить кожные проблемы.
Подробнее »»

19.07 - 09:02

Капустная диета: основные принципы быстрого похудения

Эта доступная диета поможет сбросить значительное количество веса.
Подробнее »»

19.07 - 08:36

Названы 5 причин жирности кожи лица

Жирная кожа может легко испортить ваш макияж и может стать большой проблемой. Иногда это тоже смущает и может разрушить уверенность в себе. Что вызывает жирность кожи?
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...