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:

Самые болезненные ритуалы красоты 

Красота требует жертв, а в некоторых случаях весьма значительных. Рискнут ли современные красавицы повторить подвиги древних женщин?
Подробнее »»

Топ-9 самых сексуальных парней инстаграма

«Если парням можно любоваться сексуальными красотками в мужских журналах, то почему бы и нам не побаловать тебя подборкой самых горячих парней инстаграма?», - задумались мы и решили не откладывать это дело в долгий ящик.
Подробнее »»

Врачи назвали болезни, к которым приводит курение вейпов

Эксперты рассказали о последствиях увлечения вейпами. Оказалось, курильщики электронных сигарет подвергаются ряду опасных заболеваний.
Подробнее »»

ВОЗ составила ежегодный список угроз здоровью человечества

Как отметили в ВОЗ, продолжение этого тренда ставит под угрозу многолетние успехи в борьбе с эпидемиями болезней
Подробнее »»

С чем носить женский костюм: варианты в разных стилях

Если в вашем гардеробе есть женские костюмы, вы наверняка не раз пытались комбинировать его составляющие, добавлять акценты, менять стилистику
Подробнее »»

Читайте также:
24.01 - 11:35

Упражнения при плоскостопии у детей

Для детей плоскостопие — распространенная проблема, которая в результате приводит к неприятным последствиям.
Подробнее »»

24.01 - 11:17

Как выбрать платье на лето?

Лето – время, когда можно позволить себе самую необычную одежду и самые яркие образы
Подробнее »»

24.01 - 11:09

Ученые создали тест, определяющий продолжительность жизни

Тест анализирует участки генома.
Подробнее »»

24.01 - 10:37

Ка спасти испорченное блюдо

Иногда хозяйки проводят на кухне часами: все для того, чтобы удивить гостей или домашних очередным кулинарным изыском.
Подробнее »»

24.01 - 10:07

7 суперпродуктов, которые сделают тебя вечно молодой

Кто из нас не мечтает выглядеть так же молодо и свежо, как, к примеру, Дженнифер Лопес, в возрасте 49 лет?
Подробнее »»

24.01 - 09:47

Выбор бровиста: главные вопросы 

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: «Какая самая важная деталь на лице человека?»
Подробнее »»

24.01 - 09:02

Назван самый экологически чистый регион Украины

На первое место в своем рейтинге эксперты определили Черновицкую область, избавленную от крупных промышленных комплексов вроде тех, которые есть на востоке страны
Подробнее »»

24.01 - 08:39

Создано обезболивающее сильнее морфина - врачи

Американские ученые создали обезболивающий препарат с уникальной эффективностью. Разработка превышает по качеству анестезии даже наиболее применяемый в медицине морфин.
Подробнее »»

24.01 - 08:07

В Шотландии обнаружили древнюю яму для кремации

В яме археологи обнаружили обожженную человеческую кость, возраст которой составляет около 4000 лет.
Подробнее »»

24.01 - 07:25

Гимнастика для глаз по Жданову: комплекс упражнений

Коррекция зрения по методике Жданова представляет собой комплекс упражнений, который позволяет восстановить зрение без операционного вмешательства.
Подробнее »»

24.01 - 07:05

Творожный чизкейк: 3 рецепта без выпечки

Боишься иметь дело с выпечкой? Это не очень веская причина совсем не браться за десерты, ведь много вкуснейших сладостей ты можешь приготовить вообще без теста.
Подробнее »»

24.01 - 06:31

Кухни разных стран мира - секреты шеф-поваров

В этой статье мы поделимся с вами секретами шеф-поваров различных стран мира. Но для начала, нужно понять, кто же такой шеф-повар?
Подробнее »»

24.01 - 06:08

19 января 2019 года вступил в силу закон о противодействии буллингу

Ответственностью за буллинг будет штраф в размере от 850 до 1700 гривен или общественные работы от 20 до 40 часов
Подробнее »»

24.01 - 05:42

Как быстро похудеть зимой: 5 важных секретов

Советы от ведущей проекта «Идеальной выходной» и обладательницы модельной фигуры Дианы Ходаковской
Подробнее »»

24.01 - 05:35

Ученые научились выращивать сосуды человека

Вырастить кровеносные сосуды из стволовых клеток удалось исследователям университета Британской Колумбии. Это первый подобный опыт в мире.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...