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:

7 лайфхаков, которые должна знать каждая блондинка

Совершенно не важно, натуральный у тебя цвет или восемь колористов восемь часов колдовали над сложным многогранным окрашиванием. Чтобы волосы были блестящими, чтобы не проступала прозелень, концы не секлись, а корни не выглядели неряшливо, возьми на воору
Подробнее »»

Танцуем и худеем: 5 лучших вариантов получить стройное тело

Танцы помогают похудеть и это факт. Тем более, любому человеку будет приятно худеть в танце: это весело, интересно и нисколько не надоедает.
Подробнее »»

3 мифа о браке

Многие молодые девушки стремятся поскорее выйти замуж. Создать семью, родить ребёнка и жить долго и счастливо. Но всё ли так радужно, после обмена кольцами, как мы себе это воображаем?
Подробнее »»

Аспирин оказался опасным для здоровья

Сотрудники медицинских учреждений часто советуют пожилым людям, перенесшим инфаркт или инсульт, принимать аспирин в качестве профилактики.
Подробнее »»

Ученые нашли причину постоянного аппетита

Доказано наукой: лишний вес снижает вкусовую чувствительность, а это заставляет мозг требовать больше еды.
Подробнее »»

Читайте также:
19.09 - 20:29

Врачи раскрыли все причины эмоциональной усталости

Эмоциональная усталость определяется состоянием физического, психического и эмоционального истощения.
Подробнее »»

19.09 - 20:04

Головная боль при беременности

Будущей мамочке предстоит пройти через многие испытания, чтобы выносить, родить и воспитать здорового ребенка. Это – великая наука
Подробнее »»

19.09 - 19:33

В США создали обезболивающий препарат, не вызывающий зависимости

В США ученые создали новый обезболивающий препарат, благодаря ему может произойти революция в анестезии.
Подробнее »»

19.09 - 19:06

Ураган в США принесет десятки видов ядовитых змей

Подобные случаи уже встречались ранее.
Подробнее »»

19.09 - 18:22

Спасите наши уши: почему в молодом возрасте происходит потеря слуха

Врачи бьют тревогу: в последнее время немало молодых людей стали страдать стойким ослаблением слуха.
Подробнее »»

19.09 - 18:04

Топ-5 напитков, которые сделают тебя здоровой и стройной

Лучшие рецепты очищающих коктейлей. Употребляй до завтрака.
Подробнее »»

19.09 - 17:27

Ученые расшифровали послание, написанное монахиней, которая была одержима 300 лет назад

Странное событие произошло в монастыре Пальма-ди-Монтехиаро на Сицилии.
Подробнее »»

19.09 - 17:01

Медики смогли пересадить лицо

Морис Дежарден чувствует себя хорошо.
Подробнее »»

19.09 - 16:23

Названы продукты, пользе которых нельзя доверять - врачи

В последнее время все более популярными у потребителей продуктовых магазинов становятся так называемые суперфуды – продукты, которые могут иметь огромную пользу для организма или способствовать быстрому похудению.
Подробнее »»

19.09 - 16:01

Сладкий манго — любимец косметологов

В мякоти манго содержится огромное количество витаминов группы В и каротина. Плоды этого экзотического плода активно используются SPA-салонами, особенно в Азии.
Подробнее »»

19.09 - 15:30

Ученые разработали алгоритм, способный выявить экстремиста еще до публикации постов

Группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Брандейса в Массачусетсе разработала алгоритм, который умеет определять экстремистов в соцсетях еще до публикации ими соответствующих постов.
Подробнее »»

19.09 - 15:09

Медики рассказали, как пение укрепляет здоровье

Целебные свойства пения люди использовали еще в древности.
Подробнее »»

19.09 - 14:25

Как правильно выбирать зимнюю обувь

Как выбрать зимнюю обувь и не прогадать
Подробнее »»

19.09 - 14:21

Занятия сексом даже раз в неделю помогут выглядеть на 15 лет моложе

Британские ученые уверены, что этот простой совет позволит людям чувствовать себя гораздо лучше.
Подробнее »»

19.09 - 14:01

10 продуктов для перекусов, которые можно есть прямо на ходу

Совершенно без опасения набрать лишнего.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...