Τα έξυπνα ρολόγια και άλλα φορητά προϊόντα γίνονται όλο και καλύτερα όταν πρόκειται για την παρακολούθηση των ζωτικών μας σημείων και άλλων βιομετρικών στοιχείων. Αλλά τι θα γινόταν αν, αντί να κολλήσουν ένα φορητό, οι χρήστες μπορούσαν να παρακολουθούν το σώμα τους διεργασίες με έγχυση ενός ασύρματου, εμφυτεύσιμου τσιπ για τη μέτρηση της υγείας τους από το εσωτερικό τους σώματα; Και τι θα γινόταν αν το εν λόγω τσιπ ήταν σχεδόν αφάνταστα μικρό, περίπου στο μέγεθος ενός ακάρεου σκόνης και ορατό μόνο όταν εξεταζόταν στο μικροσκόπιο;
Περιεχόμενα
- Η επόμενη γενιά τεχνολογίας παρακολούθησης της υγείας
- Τα πράγματα μπορεί να γίνουν ακόμη πιο μικρά
Αυτό έχουν αναπτύξει οι μηχανικοί της Σχολής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου Κολούμπια. Συνεργαζόμενοι με τον κορυφαίο κολοσσό κατασκευής τσιπ στον κόσμο, δημιούργησαν έναν υπερηχογράφημα, ενέσιμο, πλήρως λειτουργικό σύστημα ενός τσιπ που είναι τόσο μικροσκοπικό που θα μπορούσε μια μέρα να εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα μέσω μιας υποδερμικής βελόνας. Μόλις εκεί, πιστεύουν ότι θα μπορούσε στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για ενδοσωματική παρακολούθηση, εγκαινιάζοντας την ηλικία των ετών τεχνολογία υγείας που υπερβαίνει κατά πολύ την τρέχουσα λειτουργικότητα που προσφέρει μια συσκευή παρακολούθησης της υγείας όπως π.χ ο
"Αυτό που είναι πιο συναρπαστικό είναι το μέγεθος του τσιπ." Κένεθ Σέπαρντ, ένας καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στην Κολούμπια, είπε στο Digital Trends. «Δεν είναι μόνο το μέγεθος, αλλά το γεγονός ότι το τσιπ είναι ολόκληρο το ηλεκτρονικό σύστημα. Κανονικά τα τσιπ είναι μέρος μεγαλύτερων συστημάτων που περιλαμβάνουν άλλα εξαρτήματα για να λειτουργήσουν."
Προτεινόμενα βίντεο
Ένα κινητό τηλέφωνο, για παράδειγμα, περιλαμβάνει πολλά τσιπ, πίνακες, συσκευασίες, κεραίες και μπαταρία. Το ίδιο ισχύει για την πλειοψηφία των εμφυτευμένων ηλεκτρονικών ειδών, είτε πρόκειται για βηματοδότες είτε για διεγέρτες νωτιαίου μυελού. Ενώ είναι αρκετά μικρά ώστε να χωρούν στο ανθρώπινο σώμα, ωστόσο καταλαμβάνουν πολύ όγκο. Μια συσκευή chip-as-system (CaS), από την άλλη πλευρά, καταφέρνει να συμπιέσει ένα ενιαίο ολοκληρωμένο κύκλωμα σε έναν εντυπωσιακά μικρό παράγοντα μορφής. Δεν έχει καλώδια και μπορεί να ενσωματωθεί με όποιους πρόσθετους μετατροπείς απαιτούνται (σε αυτή τη μελέτη, πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι).
Ο Shepard είπε ότι, κατά τη γνώμη του, «οι συσκευές CaS είναι το μέλλον των εμφυτεύσιμων για κάθε είδους εφαρμογές».
Η επόμενη γενιά τεχνολογίας παρακολούθησης της υγείας
Τα τσιπ δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια της Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, την ίδια γίγαντας ημιαγωγών που κατασκευάζει τα τσιπ για τους επεξεργαστές της σειράς A και M της Apple, μαζί με πολλά οι υπολοιποι.
«Αυτά τα τσιπ δημιουργούνται ξεκινώντας με ένα τυπικό συμπληρωματικό χυτήριο μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγών διαδικασία, η ίδια που χρησιμοποιείται για τσιπ που χρησιμοποιούνται για υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, [και] αυτοκίνητα», είπε Σέπαρντ. «Χρησιμοποιούμε το TSMC για το fab, το οποίο είναι το μεγαλύτερο χυτήριο ημιαγωγών στον κόσμο. Μόλις επιστρέψουμε τα τσιπ [στο εργαστήριο], πρέπει να κάνουμε δύο πράγματα: Πρέπει να ενσωματώσουμε τους πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς χρειάζεται για τη διασύνδεση με τον υπέρηχο, και πρέπει να κόψουμε και να λεπτύνουμε το ίδιο το τσιπ στις πολύ μικρές διαστάσεις που απαιτούνται εδώ."
Επί του παρόντος, είπε, τα τσιπ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση της θερμοκρασίας. Αυτή η εργασία αρχικά γίνεται ως μέρος μιας ευρύτερης προσπάθειας που εξετάζει τρόπους παρακολούθησης της επούλωσης τραυμάτων, αν και οι πιθανές εφαρμογές ξεπερνούν πολύ αυτό. Ο Shepard σημείωσε ότι, «πολλά άλλα πράγματα μπορούν να γίνουν αισθητά εδώ, και εργαζόμαστε ενεργά σε αυτά. Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα είναι η συγκεκριμένη αναγνώριση βιοδεικτών.» Μερικοί από τους βιοδείκτες που ενδιαφέρονται να συγκεντρώσουν περιλαμβάνουν την αρτηριακή πίεση, τη γλυκόζη και την αναπνοή, μεταξύ άλλων.
Τελικά, τα ενέσιμα τσιπ όπως αυτό θα μπορούσαν να παίξουν πολύτιμο ρόλο στη διάγνωση και να βοηθήσουν στη θεραπεία συγκεκριμένων παθήσεων σε ασθενείς. Μόλις εισέλθουν στο σώμα, η φιλοδοξία της ομάδας είναι να επιτρέψει στα τσιπ να επικοινωνούν πληροφορίες από το σώμα μέσω υπερήχων. Αυτό σημαίνει ότι ένα από αυτά τα τσιπ θα μπορούσε να εγχυθεί σε ένα συγκεκριμένο μέρος του ασθενούς και στη συνέχεια θα είναι σε θέση να παρέχει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τις αλλαγές.
Τα πράγματα μπορεί να γίνουν ακόμη πιο μικρά
Προς το παρόν, αυτό παραμένει ένα έργο σε εξέλιξη. Τα τσιπ δεν πρέπει ακόμη να εγχυθούν σε ανθρώπινο υποκείμενο και επί του παρόντος είναι περισσότερο μια απόδειξη της ιδέας του πόσο μικρό τσιπ είναι δυνατό να γίνει. Όπως συμβαίνει με κάθε ιατρική ανακάλυψη, αυτό θα χρειαστεί να περάσει από πολλές κλινικές δοκιμές προτού υπάρξει οποιαδήποτε πιθανότητα να διατεθεί στην αγορά.
Μην νομίζετε ότι η ομάδα έχει φτάσει στο κάτω άκρο του φάσματος μεγέθους όσον αφορά το πόσο μικρές θα μπορούσαν να γίνουν οι μάρκες της. Όσο εκθαμβωτικό κι αν είναι αυτό ως μια βιτρίνα μικρογραφίας σε δράση, ο Shepard είπε ότι υπάρχουν πολλά ακόμα που πρέπει να γίνουν.
«Ναι, μπορούμε», είπε, απαντώντας στο ερώτημα εάν οι μελλοντικές μάρκες μπορούν να γίνουν πιο μικροσκοπικές. "Μείνετε συντονισμένοι. Δεν θέλω να πω πολλά ακόμη για άλλα πράγματα που εργαζόμαστε, αλλά μικρότερα - στην πραγματικότητα, πολύ μικρότερα - είναι σίγουρα στα σκαριά».
Μια εργασία που περιγράφει την εργασία, με τίτλο «Εφαρμογή μιας εμφυτεύσιμης μύτης κάτω από 0,1 mm3 για in vivo ασύρματη ανίχνευση θερμοκρασίας σε πραγματικό χρόνο», δημοσιεύτηκε πρόσφατα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances.
Συστάσεις των συντακτών
- Αυτή η λάμπα μπορεί να παρακολουθεί τον ύπνο σας και να παρακολουθεί τον καρδιακό σας ρυθμό από μακριά
- Η τεχνολογία wearable της IBM παρακολουθεί την υγεία σας ελέγχοντας τη δύναμη των χεριών σας
