Chytré hodinky a další nositelná zařízení jsou stále lepší a lepší, pokud jde o sledování našich životních funkcí a dalších biometrických údajů. Ale co kdyby uživatelé místo toho, aby si připínali nositelné zařízení, mohli sledovat své tělo procesy vstřikováním bezdrátového, implantovatelného čipu k měření jejich zdraví zevnitř jejich těla? A co když byl zmíněný čip téměř nepředstavitelně malý, přibližně velikosti prachového roztoče a viditelný pouze při zkoumání pod mikroskopem?
Obsah
- Nová generace technologií pro sledování zdraví
- Věci mohou být ještě drobnější
To je to, co vyvinuli inženýři na Columbia University School of Engineering and Applied Science. Ve spolupráci s předním světovým gigantem ve výrobě čipů vytvořili ultrazvukem poháněný, injekční, plně fungující jednočipový systém, který je tak malý, že by se jednoho dne mohl dostat do lidského těla injekční jehlou. Jakmile tam budou, věří, že by to mohlo být využito pro sledování v těle, což by znamenalo věk zdravotní technologie, která jde daleko za současnou funkčnost nabízenou zařízením pro sledování zdraví, jako je a
Apple Watch.
"Nejvíc vzrušující je velikost čipu," Kenneth Shepard, profesor biomedicínského inženýrství na Columbii, řekl Digital Trends. „Nejde jen o velikost, ale také o to, že čip je celý elektronický systém. Čipy jsou obvykle součástí větších systémů, které obsahují další komponenty, aby fungovaly.“
Doporučená videa
Například mobilní telefon obsahuje spoustu čipů, desek, obalů, antén a baterie. Totéž platí pro většinu implantované elektroniky, ať už jde o kardiostimulátory nebo stimulátory míchy. I když jsou dostatečně malé, aby se vešly do lidského těla, přesto zabírají hodně objemu. Na druhé straně zařízení typu chip-as-system (CaS) zvládá komprimovat jeden integrovaný obvod do neuvěřitelně malého formátu. Nemá žádné dráty a lze jej integrovat s jakýmikoli dalšími požadovanými měniči (v této studii piezoelektrické krystaly).
Shepard řekl, že podle jeho názoru jsou „zařízení CaS budoucností implantabilních zařízení pro všechny druhy aplikací“.
Nová generace technologií pro sledování zdraví
Čipy byly vytvořeny s pomocí Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, stejné polovodičový gigant, který vyrábí čipy pro procesory Apple řady A a M, spolu se spoustou ostatní.
„Tyto čipy jsou vytvářeny tak, že začíná standardní komplementární slévárna kovů, oxidů a polovodičů proces, stejný, jaký se používá pro čipy používané pro počítače, mobilní telefony [a] automobily,“ řekl Shepard. „Používáme TSMC pro fab, což je největší světová slévárna polovodičů. Jakmile dostaneme čipy zpět [do laboratoře], musíme udělat dvě věci: Musíme integrovat piezoelektrické měniče potřebovali propojit s ultrazvukem a my potřebujeme nařezat a ztenčit samotný čip na velmi malé požadované rozměry tady."
V současné době lze podle něj čipy použít pro snímání teploty. Tato práce je zpočátku prováděna jako součást většího úsilí zaměřeného na způsoby monitorování hojení ran, ačkoli potenciální aplikace jdou mnohem dále. Shepard poznamenal, že „zde lze vycítit spoustu dalších věcí a aktivně na nich pracujeme. Jedním z nejzajímavějších je specifické rozpoznání biomarkerů. Některé z biomarkerů, které mají zájem shromažďovat, zahrnují mimo jiné krevní tlak, glukózu a dýchání.
V konečném důsledku by injekční čipy, jako je tento, mohly hrát cennou roli při diagnostice a pomoci při léčbě konkrétních onemocnění pacientů. Jakmile vstoupí do těla, ambicí týmu je umožnit čipům sdělovat informace z těla pomocí ultrazvuku. To znamená, že jeden z těchto čipů by mohl být vstříknut do konkrétní části pacienta a poté by byl schopen poskytovat data o změnách v reálném čase.
Věci mohou být ještě drobnější
Zatím to zůstává nedokončená práce. Čipy ještě nebyly vstříknuty do lidského subjektu a v současné době jsou spíše důkazem konceptu, jak malý čip je možné vyrobit. Stejně jako u každého lékařského průlomu bude muset projít řadou klinických studií, než bude nějaká šance, že bude k dispozici na trhu.
Nemyslete si, že tým dosáhl spodního konce spektra velikostí, pokud jde o to, jak malé mohou být jeho čipy. Jakkoli to může být oslnivá ukázka miniaturizace v akci, Shepard řekl, že je třeba udělat mnohem víc.
"Ano, můžeme," odpověděl na otázku, zda budoucí čipy mohou být menší. "Zůstaňte naladěni." Nechci ještě příliš říkat o dalších věcech, na kterých pracujeme, ale na menších – ve skutečnosti mnohem menších – se rozhodně pracuje.“
Nedávno byl vydán dokument popisující práci s názvem „Aplikace implantovatelného mote menšího než 0,1 mm3 pro bezdrátové snímání teploty v reálném čase in vivo“. publikované v časopise Science Advances.
Doporučení redakce
- Tato žárovka dokáže na dálku sledovat váš spánek a tepovou frekvenci
- Nositelná technologie IBM monitoruje vaše zdraví tím, že kontroluje sílu vašich rukou
