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:

Как защититься от альфонса

Потеряв голову от любви, не потеряйте свое имущество! Не редки случаи, когда мы встречаем человека и наивно полагаем, что нам его послала судьба, и что именно с ним нам предстоит прожить долгие годы.
Подробнее »»

Кофе может тормозить старение мозга

Исследование американских ученых из Ратгерского университета показало, что, благодаря содержащимся в составе кофе веществам, с его помощью можно затормозить старение мозга.
Подробнее »»

Новость дня: в Украину заходит новый лоукостер

Хорошие новости для путешественников - о выходе на украинский рынок авиаперевозок сообщил новый лоукостер Laudamotion.
Подробнее »»

Учёные: ожирение является одной из основных причин развития рака

Многие учёные не сомневаются, что ожирение негативно влияет на человеческий организм.
Подробнее »»

Стиральная машина: МОЖНО и НЕЛЬЗЯ

Автоматическая стиральная машина давно стала обязательным атрибутом каждого дома. Сегодня – это уже не роскошь, а жизненная необходимость, потому что трудолюбивая помощница не только качественно отстирывает грязное бельё, но и отлично экономит наше
Подробнее »»

Читайте также:
15.12 - 04:37

3 сухофрукта, которые полезно есть зимой

Сухофрукты – это великолепный источник белков, витаминов, минералов и клетчатки. Все эти нутриенты способствует укреплению иммунитета и приносят огромную пользу в поддержании здоровья зимой.
Подробнее »»

15.12 - 04:02

Плоский живот за неделю: топ-5 советов, которые работают

Ты часто пропускала свои занятия в спортзале из-за своего плотного графика (или простой лени), и вдруг ты понимаешь, что скоро Новый год. Естественно, в праздники тебе хочется выглядеть лучше всех в красивом платье или костюме. Так или иначе, тебе стоит у
Подробнее »»

14.12 - 23:39

Исследование генетических причин акне дает надежду на новые подходы в лечении

Понимание генетики развития акне поможет не только вылечить кожу, но и предотвратить образование на ней рубцов.
Подробнее »»

14.12 - 23:02

5 Знаков Зодиака которые с возрастом становятся красивее и умнее

Есть женщины, для которых время не только замедлило свой бег, а словно бы повернуло вспять. С годами они только хорошеют.
Подробнее »»

14.12 - 22:35

Как менялись эталоны мужской красоты 

Эталоны мужской красоты, как показывает жизнь, настолько же непостоянны, как и всё в этом мире.
Подробнее »»

14.12 - 22:03

Фасоль и другие бобовые: советы по приготовлению

Рекомендации составлены группой специалистов клиники «Мэйо» (США, Миннесота)
Подробнее »»

14.12 - 21:36

Названы 5 ошибок, которые портят аппетит ребенка

Немногие дети могут похвастаться завидным аппетитом, но иногда виной этому являются их родители.
Подробнее »»

14.12 - 21:09

Названа лучшая страна для любителей приключений

В Чили есть буквально все: и горы, и реки, и пустыни, и кратеры.
Подробнее »»

14.12 - 20:31

Рождественский пост 2018-2019: три рецепта овощной икры

Икра из овощей станет отличным завтраком во время поста.
Подробнее »»

14.12 - 20:07

Американские ученые представили технологию, которая изменит современную энергетику

Очередную концепцию системы хранения электроэнергии подготовили ученые Массачусетского технологического института (MIT) и назвали её «солнце в коробке» (sun in a box).
Подробнее »»

14.12 - 19:26

Почерк поможет определить личностные черты и темперамент человека

Графологи утверждают, что могут определить по почерку характер человека, его эмоциональное состояние в момент письма, пол, возраст, привычки, склонность к наркомании и другие вещи, о которых пишущий может не подозревать.
Подробнее »»

14.12 - 19:01

Предотвращение детского ожирения 2 часть

Время перед экраном и сидячий образ жизни
Подробнее »»

14.12 - 18:32

Что делать, если волосы электризуются

Когда волосы электризуются, то становятся практически неуправляемыми. И именно зимой мы сталкиваемся с этой проблемой чаще: сухой воздух в помещении, синтетическая одежда, головные уборы, недостаточный уход в морозное время.
Подробнее »»

14.12 - 18:05

Ученые раскрыли секрет генов рыжих людей

Всего за рыжий цвет волос отвечает узкий набор генов
Подробнее »»

14.12 - 17:24

Врачи рассказали, чем грозит низкая подвижность у детей

Чем больше времени дети проводят в сидячем положении, тем выше риск последующего развития остеопороза.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...