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:

Новая стратегия борьбы с сепсисом

Ученые из Центра трансляционной медицины при Школе медицины Темпльского университета приблизились к разгадке молекулярных механизмов сепсиса – сложного и опасного для жизни состояния, которое ежегодно поражает более 400 000 человек в США.
Подробнее »»

Солнце: враг или друг

Солнце – враг или друг? О вреде солнца разговоры ведутся давно. Под действием ультрафиолетовых лучей возникают десятка два заболеваний, среди которых меланома, катаракта и фотокератит.
Подробнее »»

Маленькое черное платье: как правильно подобрать

Бесспорным must-have на все времена является маленькое черное платье. Ему остаются верны прославленные гении от моды, это платье всегда выручит тебя в моменты, когда ты в очередной раз не знаешь, что надеть.
Подробнее »»

Краснота глаз. 10 способов борьбы

Покрасневшие белки глаз могут не только портить внешний вид, но приносить существенный дискомфорт нашим глазам, снижать зрение. Что же нужно сделать, чтобы избавиться от этой неприятности? Разработаем стратегию борьбы.
Подробнее »»

Низкий уровень магния: лучший индикатор заболеваний сердца

Ученые считают, что вопреки нынешнему представлению о ведущей роли холестерина как индикатора риска ССЗ, лучшим показателем является уровень магния в крови.
Подробнее »»

Читайте также:
17.01 - 20:28

Праздничное застолье ведет к кратковременному сбою биологических пищевых часов

Чрезмерное потребление пищи и нарушенный режим сна в течение праздничных дней могут расстроить биологические пищевые часы.
Подробнее »»

17.01 - 20:08

Ученые напоминают, что кровь в моче нельзя игнорировать

Многие люди до сих пор не идут на консультацию к врачу, если увидят примесь крови в моче.
Подробнее »»

17.01 - 19:48

Голливудская диета: секреты похудения звёзд и поддержания идеальной формы

Диета…диета…диета. Уж сколько сказано об этом! А быть может действительно не зря?! Давайте разберемся, так в чем же секрет обворожительной формы многих звезд, как Голливуда, так и российской сцены.
Подробнее »»

17.01 - 19:28

Гламурные идеи: прически для волос средней длины

Несомненно, каждая женщина согласится с тем, что ее прическа должна соответствовать наряду и случаю. Только тогда она сможет по-настоящему выглядеть сногсшибательно.
Подробнее »»

17.01 - 19:08

Нет диете: что можно есть после 6 вечера

Ограничивать себя в еде в течение всего дня совсем не обязательно. Для того чтобы оставаться стройной, и, даже худеть, постепенно приобретая форму, достаточно есть правильные продукты в вечернее время.
Подробнее »»

17.01 - 18:48

Хотите больше успевать на работе: замедлите темп

Мы привыкли спешить всегда и во всем, на работе мы хаотично хватаемся за выполнение массы задач одновременно, чтобы успеть сделать больше, но, увы, эффективнее наша работа от этого не становится.
Подробнее »»

17.01 - 18:28

Основные симптомы гайморита

Основными симптомами гайморита являются насморк, давление и боли в лице.
Подробнее »»

17.01 - 18:08

Почему миллионы американцев употребляют поливитамины

Десятки миллионов американцев употребляют поливитамины и другие пищевые добавки, но научных доказательств их пользы для организма все еще недостаточно.
Подробнее »»

17.01 - 17:48

Как худеть здорово

Худеть на 5 кг в месяц и оставаться абсолютно здоровым - возможно. На самом деле большинство диетологов рекомендуют ставить целью похудения как раз не более 5 кг в мес. И мы советуем вам начать худеть в здоровом темпе.
Подробнее »»

17.01 - 17:28

Как сочетать продукты чтобы худеть

Каждый, кто хоть раз в жизни пытался похудеть, задавался вопросом, как худеть и при этом не оставаться голодным. Что нужно есть, чтобы похудеть, мы все примерно представляем. Но вот как сочетать продукты, чтобы они помогали сжигать жиры и ускорять обмен в
Подробнее »»

17.01 - 17:08

Какими способами вернуть ресницы к жизни

Как хочется иногда, бросив на интересующего тебя молодого человека легкий взгляд, заставить его сердце затрепетать. Что для этого нужно? Выразительный взгляд из-под пушистых ресниц? Вообще любая женщина чувствует себя лучше, когда уверена в красоте и ухож
Подробнее »»

17.01 - 16:48

Уменьшение стандартной упаковки парацетамола привело к сокращению количества смертей в Великобритании

Британские исследователи установили, что уменьшение стандартной упаковки парацетамола привело к сокращению количества смертей в результате передозировки на 43%.
Подробнее »»

17.01 - 16:28

Красивая и грамотная речь: залог успеха

Говорить ясно, четко, грамотно и красиво – едва ли не самое главное умение успешного современного человека.
Подробнее »»

17.01 - 16:08

Смехотерапия или как французский психотерапевт лечит больных смехом

Попытка спрятать боль, скрыть ее от окружающих очень часто, напротив, проводит к ее усилению.
Подробнее »»

17.01 - 15:48

Бессонницу победить легко

Как часто бывает перед важной встречей, когда нужен ясный ум и предельная сконцентрированность, мы не можем заснуть полночи. А наутро встаем с больной головой и потухшим взглядом. И, самое главное, на следующую ночь повторяется все то же самое.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...