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:

Плохая гигиена полости рта может оказаться фактором риска болезни Альцгеймера

Длительное воздействие бактерий, вызывающих инфекции околозубных тканей, приводит к воспалению и дегенерации нейронов головного мозга, схожему с последствиями болезни Альцгеймера.
Подробнее »»

Как дыхание влияет на красоту

Классический признак стресса — быстрое поверхностное дыхание.
Подробнее »»

5 продуктов от простуды, польза которых преувеличена

О продуктах, помогающих в борьбе с простудой и гриппом, знают взрослые и дети.
Подробнее »»

Любовный треугольник: что если ты любовница?

Если ты оказалась в роли любовницы, еще неизвестно, кому тяжелее – супруге или тебе. Рассказываем, что нужно знать, когда соглашаешься быть “третьей лишней”.
Подробнее »»

7 причин заняться плаванием

Плавание занимает ведущее место по эффективности оздоровления, имея при этом сравнительно немного противопоказаний.
Подробнее »»

Читайте также:
15.10 - 18:03

Как должна питаться женщина, в зависимости от возраста

Сбалансированное питание гарантирует не только хорошее самочувствие, но и напрямую влияет на здоровье, внешность и работоспособность.
Подробнее »»

15.10 - 16:37

Цитрусовые могут сильно навредить здоровью

С наступлением сезона простуд многие начинают налегать на цитрусовые, - но насколько это правильно?
Подробнее »»

15.10 - 16:09

Любовный треугольник: что если ты жена?

Итак, ты узнала, что у тебя есть соперница, и в одночасье мир перевернулся с ног на голову. Тебя переполняют обида, боль, злость на мужа и иногда – на себя.
Подробнее »»

15.10 - 14:29

Из глаза индуса достали огромного червя

Паразитический червь, переносимый комарами, был обнаружен в глазу у жителя индийского штата Карнатака.
Подробнее »»

15.10 - 14:06

Как адаптироваться в новом коллективе

Какими бы дружными и доброжелательными не были ваши новые сотрудники, и какие бы теплые и дружеские взаимоотношения не царили в коллективе, избежать неприятностей в новой рабочей среде, не удастся.
Подробнее »»

15.10 - 12:16

Работа зубным техником

При выборе первой или смене старой профессии каждый человек задается вопросом о том, что он хочет делать, какая область представляет практический интерес, сколько можно заработать денег на новом месте
Подробнее »»

15.10 - 12:15

Назван самый бесполезный витамин

Ученые из Аберинского и Оклендского университетов смогли убедиться в бесполезности приема витамина D для укрепления костей, - хотя долгое время утверждалось, что этот витамин наряду с кальцием играет ключевую роль в здоровье костей человека.
Подробнее »»

15.10 - 12:01

Симптомы аллергии

Самые разные раздражители могут вызывать аллергические реакции организма. Нередко проявления аллергии путают с иными заболеваниями, схожими по своим проявлениям.
Подробнее »»

15.10 - 10:26

Фигурка быка: символическое значение статуэтки

Животные и их изображения в виде разнообразных статуй и поделок издавна наделялись сакральным смыслом и даже магическими свойствами
Подробнее »»

15.10 - 10:04

Женщина за рулем. Что нужно знать женщине об автомобилях

Машина — средство передвижения. А для кого-то и «роскошь». Если вы живете в мегаполисе, где расстояния до места назначения измеряются километрами; если ваша работа связана с транспортным делом; если вы просто хотите научиться водить авто
Подробнее »»

15.10 - 09:22

26-летнюю американку парализовало из-за оральных контрацептивов

Только после 8 месяцев лечения врачи обнаружили у нее генетическое заболевание, которое, как выяснилось, и обострилось из-за приема противозачаточных.
Подробнее »»

15.10 - 08:34

Врачи рассказали, какой сон опасен для здоровья

Канадские ученые Института мозга при Университете Западного Онтарио подвели предварительные итоги крупного исследования, которое помогло специалистам определиться с идеальной продолжительностью сна.
Подробнее »»

15.10 - 08:08

Шокирующие любовные обычаи

В мире существует очень много очень странных и непонятных нам обычаев, в том числе связанных с любовными утехами. Мы познакомим вас лишь с крошечной долей традиций, которые представителей западной цивилизации часто шокируют
Подробнее »»

15.10 - 06:39

Малыш упал и ударился: как правильно успокоить ребенка

Разбитая коленка или шишка на лбу порой становятся целой трагедией для родителей.
Подробнее »»

15.10 - 06:02

Как сделать естественный макияж для глаз, лица, бровей и скул.

Как сделать естественный макияж ?
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...